Robert
A.
Millikan 
Fachliche Leistung
Die Idee, dass elektrische Ladung durch diskrete Teilchen hervorgerufen wird,
wurde zuerst 1750 von B. Franklin beschrieben. 1881 erhielten diese Teilchen
den Namen Elektronen. 1903 stellte H. A. Wilson ein Experiment vor, bei dem
die Geschwindigkeiten von durch Röntgenstrahlen ionisierten Wassertröpfchen
gemessen wurde, die von einem Zerstäuber zwischen zwei Metallplatten
gesprüht wurden.
Millikans Arbeiten zur experimentellen Bestimmung der elektrischen Elementarladung
begannen 1906. Die erste Berechnung erfolgte 1907 aus der Fallgeschwindigkeit
eines ionisierten Nebels in der sog. Wilson-Kammer ohne und mit elektrischem
Feld. 1909 begann Millikan an der Universität Chicago mit der Verbesserung
des Versuchs von Wilson. Um den störenden Einfluss der Verdunstung zu
umgehen, arbeitete Millikan mit ionisierten Öltröpfchen, deren Sink-
und Steiggeschwindigkeit bei aus- bzw. eingeschaltetem elektrischem Feld er
maß.
Zur Herstellung des elektrischen Feldes verwendete er eine Batterie mit einer
Spannung von 10.000 V und legte diese Spannung an zwei horizontal angebrachten
Metallplatten an. In der Mitte der oberen negativen Platte brachte er einen
Zerstäuber an, der Öltröpfchen in den Zwischenraum der Platten
sprühte. Durch ein Mikroskop stoppte er dann die Zeit, die ein Tröpfchen
brauchte, um unter Einwirkung der Gravitationskraft (die gegen die Reibungskraft
des Tröpfchens wirkte) eine markierte Entfernung zurückzulegen.
Danach fiel das Tröpfchen in einen Strahl von Röntgenstrahlen, von
denen es ionisiert wurde. Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes stieg
das Öltröpfchen dann wieder und die Durchgangszeit wurde ein zweites
Mal gemessen.
Zwischen 1909 und 1913 ermittelte Millikan durch dieses Verfahren, bei dem
die Sinkgeschwindigkeit von Öltröpfchen in einem elektrischen Feld
gemessen wurde, erstmals genaue Werte für die Elementarladung. Es stellte
sich heraus, dass ein Öltröpfchen verschiedene Ladungen tragen konnte,
die jedoch alle ganzzahlige Vielfache der Ladung des Elektrons waren. Zwischen
1913 und 1917 verbesserte er dieses Verfahren und gelangte zu immer präziseren
Bestimmungen der Ladung dieser Tröpfchen. 1923 erhielt er dafür
den Nobelpreis für Physik.
Zwischen 1912 und 1915 konnte er durch Messungen die Gültigkeit der Einsteinschen
Gleichung für den photoelektrischen Effekt bestätigen und ermittelte
außerdem experimentell den Wert des Planckschen Wirkungsquantums. Millikan
verfasste zudem technische Studien und mehrere Bücher über das Verhältnis
zwischen Wissenschaft und Religion. Des weiteren forschte er über den
lichtelektrischen Effekt und Röntgen- und Höhenstrahlen.