Dieses Experiment ist ein großartiges Beispiel, wie man durch Geschick und Überlegung die Natur so am Bauch kitzeln kann, dass sie feine Details von sich erzählt. Millikan hat für dieses Experiment de Nobelpreis erhalten, den es wirklich nicht für Alles gibt.

Konkret geht es um die Frage, wie groß die kleinste elektrische Ladung ist. Dass es eine kleinste gibt, war damals, 1917, schon bekannt, und die kleinste Ladung trägt das Elektron. Die Elementarladung. Negativ. Die Überlegung war, dass man auf kleine Tröpfchen von Öl Vielfache dieser Elementarladung packen kann, und wenn man misst, wie viel Ladung dann da oben sitzt, sieht man, dass sich die unterschiedlichen Mengen um genau die Stufen von Elementarladungen unterscheiden.

Im Prinzip: Alle Preise auf Packungen im Supermarkt. Sie unterscheiden sich durch die „Elementargeldladung“, nämlich Cent.

Und jetzt kommt die schlaue Überlegung. Wir haben es mit elektrischer Wechselwirkung zu tun, wenn Ladungen sich anziehen (+ und -) oder sich abstoßen (++ oder – -). Elektrischen Kräften. Was aber jede Masse zusätzlich mitbringt, ist ihre Empfänglichkeit für die Schwerkraft.

Ich lasse also feine Tröpfchen, die elektrisch geladen sind, durch die Schwerkraft nach unten sinken, und wenn ich oben jetzt eine positiv geladene Platte habe, deren Ladung ich fein regulieren kann, entsteht eine Gegenkraft, die das Tröpfchen schweben lässt. Zuviel Spannung, und es steigt nach oben, zuwenig, und es sinkt.

Im Detail spielt noch Auftrieb und Reibung in Luft eine Rolle, und der Versuch wird zweistufig durchgeführt, erst Schwebenlassen, dann die Geschwindigkeit beim Absinken messen, um die Größe der Kügelchen zu ermitteln. Aber im Wesentlichen kan man die Rechnungen gut nachvollziehen, wenn sie einem jemand schön erklärt.

Text: Lothar Bodingbauer