Единица заряда электричества

Многие физики того времени не смогли признать, что свет и электричество представляют собой поток частиц — слишком уж сильны были аргументы сторонников волновых представлений. В 1909 году пара американских физиков взялась экспериментально опровергнуть корпускулярные представления об электричестве, однако получила совершенно противоположный результат.

Роберт Милликен вместе с оригиналом своего аппарата спустя 20 лет после эксперимента. С 1921 по 1945 год профессор был ректором Калифорнийского технологического института — знаменитого «Калтеха», который часто называют «университетом Милликена».

Атаку на корпускулярные представления повел профессор Роберт Милликен вместе со своим ассистентом Харви Флетчером. Исследователи искали способ измерить электрический заряд. Электромагнетизм рассматривался как явление волновое, при котором напряженности электрического и магнитного полей колеблются между своими крайними значениями, так что Милликен и Флетчер надеялись подтвердить, что электрический заряд может принимать любое из значений между этими пределами.

Чтобы доказать это, они провели эксперимент с масляными каплями. В сильном электрическом поле между двумя пластинами распрыскивались мельчайшие капли масла, за которыми исследователи наблюдали через микроскоп. Каплям давали под действием сил тяготения опуститься на нижнюю пластину, а затем включали электричество. Поскольку некоторые капли были предварительно заряжены электростатическим зарядом, полученным при трении в процессе распыления, электрическое поле поднимало их в воздух.

Исследователи рассчитали размер и вес одной капли, опираясь на скорость, с которой она опускалась под действием силы тяжести. Потом подобрали напряженность электрического поля и, соответственно, подъемную силу, необходимую, чтобы поднять каплю обратно. Они измерили значение электрического заряда и обнаружили, что все полученные результаты кратны одной величине: 1,5х10^-19 кулона, что лишь на 1% отличается от значения, принятого сегодня. Оказалось, что электрический заряд не может принимать любое значение. По сути, он представляет собой большое количество электронов, и в эксперименте с масляными каплями измерялся заряд каждого из них. Так, не желая того, Милликен и Флетчер показали существование субатомных частиц.