밀리컨의 기름방울 실험

1909∼1917년에 걸쳐 기름방울을 이용한 실험으로 전자 전하 측정에 성공했다. 이 전자의 전하는 전하의 기본단위가 되어, 지금껏 발견된 어떠한 소립자이라도, 또는 대전된 원자나 분자 등도 전하는 이 전자전하의 정수배의 값을 갖는다.
이 기름방울실험은 <그림 1>에 나타난 것처럼 전기장 속에 음으로 대전된 질량 m인 기름방울을 넣었을 경우, 기름방울에 작용하는 여러 종류의 힘(전기력, 중력, 부력, 저항력)과의 관계로부터 전자전하를 구하는 직접적인 측정법이다.
이 기름방울에는 중력(Fg)이 아래 방향으로, 또한 공기에 의한 부력(Fb)이 위쪽으로 작용된다. 이 둘에 의한 아래 방향으로의 합력을 기름방울의 무게(Fw)라 할 수 있을 것이다. 이 무게를 공기의 밀도(ρ), 기름방울의 밀도(σ), 그리고 기름방울의 반경(a)으로 나타내면 다음과 같다.