Percobaan Millikan

Percobaan Millikan atau dikenal pula sebagai Percobaan oil-drop (1909) saat itu dirancang untuk mengukur muatan listrik elektron. Rober Millikan melakukan percobaan tersebut dengan menyimbangkan gaya-gaya antara gaya gravitasi dan gaya listrik pada suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelat elektroda. Dengan mengetahui besarnya medan listrik, muatan pada tetes minyak yang dijatuhkan (droplet) dapat ditentukan. Dengan mengulangi eksperimen ini sampai beberapa kali, ia menemukan bahwa nilai-nilai yang terukur selalu kelipatan dari suatu bilangan yang sama. Ia lalu menginterpretasikan bahwa bilangan ini adalah muatan dari satu elektron: 1.602 × 10−19 coulomb (satuan SI untuk muatan listrik).

Tahun 1923, Millikan mendapat sebagian hadiah Nobel bidang fisika akibat percobaannya ini. Eksperimen ini sejak saat itu sering kali diulang-coba dari generasi ke generasi dari siswa-siswa bidang fisika, walaupun demikian agak sulit dan mahal untuk melakukan eksperimen ini dengan tepat.

Robert Andrew Milikan pada tahun 1909-1913 telah melakukan serangkaian percobaan untuk menyingkap sifat muatan listrik dan juga mengukur muatan satu elektron yaitu dengan percobaan tetes minyak. Tetesan minyak yang dihamburkan dalam ruang pengamatan mengandung banyak muatan. Ruang pengamatan yang dipengaruhi medan listrik homogen dari suatu pelat kondensator akan menyebabkan muatan tersebut tertarik ke arah pelat kondensator. Pada setiap tetesan akan menerima muatan sebesar q yang disebabkan adanya gesekan elektrisitas. Sebuah tetesan seperti ini dengan massa moil dalam medan listrik yang berkekuatan E akan menerima gaya sebagai berikut:

• Gaya elektrostatis F = q.E

• Gaya berat (gravitasi) F = moil.g

Dengan syarat bahwa tetesan tersebut berada dalam udara. Disamping gaya tersebut terdapat pula :

• Gaya dorong = ml.g, dimana ml merupakan massa udara yang didesak tetesan minyak.

• Gaya Stokes = 6πrην, apabila tetesan minyak bergerak relatif terhadap udara di sekitarnya.

 (r : radius tetesan minyak yang dianggap berbentuk bulat, ν : kecepatan gesekan).

Apabila kecepatan turun atau jatuh dari tetesan minyak dalam ruangan medan bebas adalah konstan v1 (untuk menempuh jarak S butuh waktu t1), maka gaya-gaya yang bekerja pada tetesan minyak tersebut adalah gaya berat, gaya dorong yang berlawanan dengan gaya berat dan gaya gesek Stokes yang menahan jatuhnya tetesan.