话说瑞典皇家科学院诺奖联合会在1922年11月底例外与此同时公布2个得奖信息：一是把将1921年度诺贝尔物理奖授于科学家牛顿，嘉奖他表述康普顿效应。

二是把年度诺贝尔物理奖授于科学家玻尔，嘉奖他科学研究神秘的宇宙的原子结构并明确提出原子模型基础理论。

诺奖联合会给他颁完奖后，马上锁住1923年度物理学奖侯选人名册：一位在神秘的宇宙的电子器件和表述康普顿效应层面获得重大进展的外国人罗伯特·麦金尼斯·密立根。

获诺奖的密立根 彩色图库：物理学双月刊网

壹

豪门子弟多才艺表演

密立根的祖辈住在新加坡，爸爸妈妈迁到英国美国纽约州。做为家里次子，密立根遭受较好的文化教育，中小学时语文课、数学课考试成绩都很好，属于“别人家的孩子”。这为他之后各个方面发展趋势奠定优良的基本。

进到美国俄亥俄州奥柏森高校后，他先选学希腊文和数学专业，后改修物理学。大二时，他被任命为物理预科班的教师，一边通过自学一边讲课。相近在我国上世纪八九十年代的中老师学生，初中毕业生教初中学生，务必是优生优育中的优生才行。

奥柏森高校沒有物理教材内容，密立根畏缩不前撰写了一套基本物理教材。此教材内容浅显易懂，文采斐然，被很多院校应用，密立根逐渐初露锋芒。

毕业后后，美国纽约州的报刊社必须一名了解法律法规的新闻记者，密立根受邀去帮助。他把法律法规融入文章内容里，写的报导幽默搞笑且切中肯綮。

当新闻记者期内，他受人之托当陪审大法官或辩护律师，在法庭上主要表现十分优异。此后，密立根在故乡声名鹊起。

假如按这一局势发展趋势下来，密立根将变为一名优异的专家教授、文学家或刑事辩护律师，但大多数难以获得诺贝尔物理学奖。但是，任教物理学那时候起，他就明白自身喜欢什么，应当往哪个层面发力。这就是所说的羞耻之心。

贰

油滴实验测正电荷

1895年，在故乡短暂性滞留后，27岁的密立根自付到欧洲游学，进修班物理学。第二年返回英国后，他即到芝加哥大学签到，执教物理，不久因课堂教学优异升为副教授职称。1921年，他调至加州理工学院出任化学系负责人，直到1946年离休。

在芝加哥大学执教期内，密立根对化学物质神秘的宇宙造成了浓郁的兴趣爱好，并出现测量电子电荷的想法。

密立根已经做实验 彩色图库：物理学双月刊网

人们对神秘的宇宙的探寻，在19世纪初获得重大进展：英国科学家J·J·汤姆逊初次用实验证实电子器件存有，并测到了其正电荷与品质间的比率。这一举措摆脱了数百年来“分子不能再分”的流行观点。

此后，J·J·汤姆逊与汤森德、威尔逊等同行业一同专注于精确测量电子电荷。由于仅有测到电子的电荷量，才可以对它的品质、轨迹等开展测算。遗憾进度都并不大。

1906年，密立根宣布用威尔逊的云雾缭绕室来精确测量水里电子的电荷量。殊不知，一次次转变巨大的实验结论使他头疼万分。

两年后，他发觉精确测量结论转变大的因素是水珠挥发快，并因而创造发明了均衡水珠法。此方法便是给云雾缭绕室的水珠插电，造成反方向静电力，使水珠飘浮起來，缓解挥发速率。通过不断实验，密立根发觉实验数据信息间的差别仅仅有一定的降低，并没处理具体问题。

该怎么办？无路可走之时，和他一起做实验的硕士研究生哈维·弗雷彻明确提出能否用其他液态替代水珠。一语惊醒梦里人，通过细心思索，密立根决策用油滴替代水珠，并再次设计方案实验。

他先用二块水准排序的金属材料板材（或锂电池组）作为正、负级，金属材料板材里设2个小圆孔，在其中一个联接喷雾机，承担把油滴喷到内部结构设备，另一个是显微镜观察孔。喷到平板电脑的油滴因磨擦得到正电荷，在静电力的作用下摆脱作用力升高，飘浮半空中。

小助手调节工作电压，让油滴根据小圆孔成功降落到观查区后维持电流不会改变，密立根则根据电子显微镜开展观察。

油滴实验示意图

通过上千次的观察，密立根发觉全部吹进观查区的油滴的总正电荷值全是同一个数据的非负整数。“这一最少正电荷值便是电子电荷！”他觉得已寻找提升的方位。

为了更好地把数据信息弄精确，他与弗雷彻轮番出战，用心观察并纪录单独通电油滴的活动状况，经常几小时一直盯住油滴，很是艰辛。

投入总会有收益，1912年4月，密立根根据不容置疑的实验数据信息估算出基本电荷的用电量e=(1.5924± 0.0017)×10-19库伦，这一数据信息与下面的测定结论e=1.602176634×10-19库伦只差1%。

第二年，密立根公布论文发表，宣布明确提出“一切用电量全是基本电荷的非负整数”这一见解。

密立根油滴实验节点详图 彩色图库：物理学双月刊网

基本电荷是实验测来的大自然存有的最少用电量，它的发生，让很多物理常数的测算做到更好的精密度。密立根也因而声名鹊起。

缺憾的是，密立根在文章中犯了2个不正确，造成他与他的油滴实验遭受后代抨击。一是毕业论文沒有署弗雷彻的名称；二是原文中只例举了91组观察结论，对相距过大的49组只字未提，这与毕业论文常说“意味着了任何的油滴实验”（见《密立根实验记录册》）所写比较严重不符合。

叁

科学研究光学得意外惊喜

中老年密立根的时间精力非常充足。当弗雷彻一门心思做油滴实验的情况下，他又迸出一个念头：根据实验来证实牛顿的光量子基础理论和光电效应方程是错的。

牛顿于1905年明确提出光量子基础理论并创建光电效应方程后，按那时候见解，立即根据实验精准测量光电流以认证光电效应方程非常艰难，但仅有基础理论和实验紧密结合，新的理论才会创立。

仅仅因为牛顿的光量子基础理论太缜密了，光电效应方程推算出来也没不正确，因此当初的生物学家大多数认同他的基础理论，仅有包含密立根以内的小一部分人持质疑心态。

证实光量子基础理论的实验比油滴实验更难，油滴终究有形化有样，光却摸不了抓不到。密立根从1908年逐渐科学研究，了解1912年才设计方案出基本上的实验设备。

但是在实验中他逐渐认同了牛顿的光量子基础理论，1915年，他最终设计方案出一套精致的设备，确认了光电效应方程，并推算出来普朗克常量h的值。

密立根光量子实验图 彩色图库：物理学双月刊网

1916年，密立根把研究方向公布发布。此后，牛顿的光量子基础理论获得认证，密立根也由于优秀的科学研究得到了1923年度诺贝尔物理学奖。

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