Один из опытов, демонстрирующих, что электрический заряд делится на части, - это опыт Милликена по измерению элементарного заряда.
Опыт состоит в наблюдении движения мелких масел, которые находятся в воздухе и подвергаются действию электрического поля. Мелкие капли масла позволяют исследователю контролировать количество заряда, которое эти капли могут нести.
В опыте Милликена используются две системы электрических полей. Поле, создаваемое плоскими пластинами конденсатора, направлено вертикально вверх. Второе поле, создаваемое отрицательно заряженной сеткой с тонкими отверстиями, сонаправлено с полем конденсатора, но снижает его силу.
Капли масла приходят в поле конденсатора, где начинают двигаться вверх под влиянием поля. Затем каждая капля проходит через сетку, где ей придается некий заряд. В зависимости от заряда, некоторые капли масла будут продвигаться вверх, в то время как другие упадут на пол или вниз. Это происходит потому, что электростатическая сила, действующая на каждую каплю, зависит от отношения заряда к массе.
Наблюдая движение капель масла, исследователь может определить, какие значения заряда позволяют каплям двигаться вверх или вниз. Методом исключения можно установить, что элементарный заряд - минимальное значение, отвечающее движению капель масла вверх.
Первоначально Милликену удалось определить элементарный заряд, приближенный к значению 1.6 × 10^-19 Кл, что впоследствии оказалось близким к точному значению элементарного заряда.
Опыт Милликена подтверждает тот факт, что электрический заряд имеет дискретную природу и делится на части. Это важное открытие позволило лучше понять структуру и свойства электрического заряда, что имеет последствия для теории электромагнетизма и электрической техники.