Bestimmung der elektrischen Elementarladung nach Millikan und Nachweis der Ladungsquantelung

R. A. Millikan gelang 1910 mit seiner berühmten Öltröpfchenmethode der Nachweis des quantenhaften Auftretens kleinster Elektrizitätsmengen. Er ließ geladene Öltröpfchen im senkrechten elektrischen Feld eines Plattenkondensators schweben und bestimmte aus dem Radius r und dem elektrischen Feld E die Ladung q eines schwebenden Tröpfchens:

Dabei stellte er fest, dass q nur als ganzzahliges Vielfaches einer Elementarladung e auftritt.

Im Versuch C1.1.3.5 wird das elektrische Feld

aus der Spannung U am Plattenkondensator berechnet, bei der das beobachtete Öltröpfchen gerade schwebt. Zur Bestimmung des Radius wird anschließend die konstante Sinkgeschwindigkeit v₁ des Tröpfchens bei abgeschaltetem elektrischen Feld gemessen. Aus dem Gleichgewicht zwischen Gewichtskraft und Stokesscher Reibung folgt