1923年諾貝爾物理獎：羅拔．密立根

「科學是由理論和實驗雙腳前進的學問⋯⋯有時候一隻腳會踏前，有時候是另一隻腳，但只有雙腳並用才能不斷進步。」這是羅拔．密立根（Robert Millikan）在1923年諾貝爾講座上說的話。密立根因為準確測量出電子的電荷以及他對光電效應的研究獲頒1923年諾貝爾物理獎。

電子的電荷是物理學的一個基本常數。在20世紀初，原子存在的事實尚未被所有人接受，若證實電荷有一個最小的量，就支持了物質的基本粒子理論，所以測量電子電荷就變得非常重要。

其實在密立根之前，已有物理學家嘗試測量電子電荷，不過其誤差仍然很大。這就導致一個問題：究竟是真的有一個基本的電荷單位，還是只有一個統計上的平均值？因此，電子是基本粒子的假說仍懸而未決。

密立根進行的實驗有個著名的名字，叫做油滴實驗（oil-drop experiment）。首先在一個密封的容器中水平地放兩塊金屬版，相距16毫米，各接駁著電源的正負極，製造出由上而下的電場，能夠把帶負電的東西向上加速。旁邊放了一個放射源，把金屬版之間的空氣離子化。
 

在金屬版上方有一個噴霧器，會噴出一種不易揮發的油滴。上面那塊金屬版中間有個小洞，能夠讓油滴穿過來到金屬版之間。油滴在噴出時會因摩擦而帶電，因此進入金屬版之間後就會被電場向上加速。

除了靜電力之外，作用於油滴上的還有另外三種力：重力、浮力和空氣阻力。當油滴被電場加速向上升，我們就可以解開以下運動方程求得作用在油滴上的靜電力：

右邊等於零的原因是油滴已達終端速度（terminal velocity）。

由於油滴的密度已知，我們可以透過顯微鏡測量油滴直徑，算出油滴質量，得到重力；浮力也依賴油滴大小，亦知；空氣阻力跟據油滴速度而定；靜電力則看油滴上的淨電荷。所以無論油滴是靜止不動還是徐徐上升，我們都可測量其速度而計算出靜電力，亦即電荷的大小。

密立根做了很多次油滴實驗，從統計結果中發現，油滴的速度永遠是一個最低速度的整數倍。這樣不單止證明了電荷並非連續，而是有個基本單位，亦使他能夠算出一個基本電荷的電量，即電子電荷。

除了測量電子電荷，密立根更用實測證實了愛因斯坦的光電效應理論（1921年諾貝爾物理獎），並測量出普朗克常數的準確數值。