シカゴ大学
on November30,2006,その史跡イニシアチブの一環として,アメリカ物理学会は、シカゴ大学にプラークを提示,ロバートA.ミリカンを称えるために., 1923年にノーベル賞を受賞したのは、有名な油滴実験（”This Month in Physics History,APS News,August/September2006″参照）における電子の電荷の測定と、x線や可視光などの電磁放射からエネルギーを吸収した後に物質から電子が放出される現象である光電効果における光周波数と電子エネルギーの関係のアインシュタインの予測を検証したことである。,
電荷がどのように生成されたかについての19世紀後半の一般的な理論は、電荷は制限なしに成長または縮小することができる”エーテル上の歪み”の一種であると主張した。 1840年頃に発見されたファラデーの電気分解法則は、電荷の量子化の強力な証拠を提供したが、ファラデーはこの考えを支持しなかった。 彼と当時のほとんどの物理学者は、質量のような電荷は無限に割り切れる量であると信じていました。
しかし、1897年に、陰極線は実際には小さな荷電粒子であり、発見者J.J.によって”小体”と呼ばれていることがわかりました。, ケンブリッジ大学のトムソン、今電子と呼ばれる。 電場と磁場の中で電子を曲げることによって、研究者らは、それらが負に帯電していること、および質量に対する電荷の比e/mはすべての電子で同じであり、イオン化された水素原子の約1700倍であることを伝えることができた。 トムソンは、これは電荷が同じであったが、質量は約1700倍小さかったためであると信じていた。, 雲室内の水滴の雲上の電荷を測定し、彼と彼の共同研究者は、電子上の電荷、または少なくとも雲中の電子上の平均電荷は、およそ10-19クーロン（クーロンはメートル法における電荷の単位である）であることを決定することができた。 これは、電子の電荷が水素に見られる電荷と同じであるという彼の仮説と一致していた。,
1906年、ミリカンはシカゴ大学で個々の電子電荷を測定しようとする実験を始め、トムソンと同僚が達成できたよりもはるかに高い精度で行った。 大きな改善の一つは、トムソンが使用した水滴の雲の代わりに油滴の使用でした。 Millikanの装置では、水滴はすぐに蒸発していたでしょうが、個々の油滴は長い間研究することができました。 ミリカンの学生ハーヴェイ-フレッチャーは、この改善を実施する上で重要な役割を果たした。,
Millikanは、調整することができる大きな電界を有する一対の平行導電板を水平に、一方が他方の上に設置した。 油の細かい霧がプレートの上のチャンバーに噴霧された。 液滴の多くは、ノズルを通過するときにいくつかの小さな未知の数の電子を拾うにつれて負に帯電するようになります。 その後、滴のいくつかは天板の穴を通って落ち、二つの平行な板の間の領域に漂流した。 強い光によって横から照らされ、これらの滴は、領域が顕微鏡を通して見られたときに輝いた。,
電界をオフにすると、Millikanは落下する落下を観察し、その終端速度を測定することができました。 この測定は彼に滴の半径を与え、彼は密度を知っていたので、彼は質量を決定することができました。 彼はそれから電界をつけ、電気力がちょうど正確に低下の重力の力のバランスをとるように調節できる。 フィールドの強さとドロップの質量を知って、彼は唯一の未知の、ドロップ上の電荷を計算することができました。, この測定は何度も繰り返され、電子を拾い上げて放出するときに、しばしば同じ滴が装置内で何度も何度も上昇および下降することが許される。
Fletcherと協力して、Millikanは液滴の電荷が常に電荷の基本単位である1.592×10-19Cの整数倍であることを示しました。 今日、受け入れられた値は1.602×10-19Cです。彼は1913年に彼の結果を発表しました。
1915年、ミリカンは実験的にアインシュタインのすべての重要な光電方程式を検証し、プランクの定数hの最初の直接光電決定を行った。, アインシュタインの1905年の論文は、”光量子”または光子の簡単な記述を提案し、それらが光電効果をどのように説明するかを示した。 アインシュタインは、光が実際に離散的なエネルギーパケットから成っていると仮定することによって、表面から放出される電子の最大エネルギーと入射光の周波数との間の線形関係を提案した。 線の傾きは、プランクによって5年前に導入されたプランク定数であった。 ミリカンは、光が波であることをすでに示していた膨大な証拠のために、方程式が間違っていなければならないと確信していました。, アインシュタインが正しかった場合、光電効果のための彼の方程式は、プランクの定数を測定するための完全に異なる方法を示唆した。
Millikanは、光電効果を注意深く測定することによってアインシュタインの理論をテストするための十年の実験プログラムを引き受け、汚染されていない実験に必要な真空管内の金属表面をきれいに掻き取るための技術を考案した。
すべての彼の努力のためにMillikanは彼に失望した結果だったものを見つけた：彼は彼の方法によって0.5％以内にプランクの定数を測定し、細部にアインシュタインの予測を確認しました。, しかし、ミリカンはアインシュタインの根本的な解釈を確信していなかった、と遅く1916年に彼は、”アインシュタイン”の光電方程式を書いた。.. 私の判断では、光電効果の”実際には非常に正確に振る舞い”を表しているにもかかわらず、現時点では満足のいく理論的基盤のいずれかの並べ替え この発見によりノーベル賞を受賞した。
ミリカンはまだ彼の有名な油滴実験のための最高の今日で知られており、学部物理学の学生は、この厳格な測定を複製し続けています。