મિલિકન તેલ-બુંદ પ્રયોગ : ઇલેક્ટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર ચોકસાઈપૂર્વક માપવા માટેનો પ્રયોગ. મિલિકન પહેલાં એચ. એ. વિલ્સને ઇલેક્ટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર માપવા માટે પ્રયોગ કરેલા, પણ તેમાં રહેલી કેટલીક ક્ષતિઓને કારણે વિદ્યુતભારનું મૂલ્ય ઓછું મળ્યું.
મિલિકનનું ઉપકરણ
મિલિકને આ ક્ષતિઓ દૂર કરવા માટે અબાષ્પશીલ પ્રવાહી અથવા તેલના સમાન કદનાં બુંદનો ઉપયોગ કર્યો. વધુમાં તેણે માત્ર એક જ તેલ-બુંદનો ઉપયોગ કરી અવારનવાર અવલોકનો લીધાં. એક જ તેલ-બુંદ લેવાથી સ્ટૉકના નિયમનું સંપૂર્ણપણે પાલન થાય છે. તેલ-બુંદ ઉપર સામાન્ય રીતે ગુરુત્વાકર્ષણ બળ લાગે છે અને તેના પર વિદ્યુત-બળ બહારથી લગાડવામાં આવે છે. આ બે બળોની અસર નીચે બુંદ અધોગતિ અથવા ઊર્ધ્વ ગતિ કરે છે અથવા સમતોલનમાં રહે છે. સમતોલન-અવસ્થામાં બુંદ લાંબા સમય માટે ર્દશ્ય-ક્ષેત્રમાં સ્થિર રહે છે. તેને કારણે શ્રેણીબદ્ધ અવલોકનો લઈ શકાય છે. આને કારણે મિલિકનના આ પ્રયોગને તેલ-બુંદ પ્રયોગ કહે છે.
જેનો વિદ્યુતભાર (e) અને દળ (m) હોય તેવા તેલના એક બુંદ ઉપર X તીવ્રતાવાળું વિદ્યુત-ક્ષેત્ર ઊર્ધ્વ દિશામાં લગાડવામાં આવે છે. આ રીતે તેના ઉપર Xe જેટલું વિદ્યુત-ક્ષેત્ર ઊર્ધ્વ દિશામાં લાગુ પડે છે. આ સાથે તેના ઉપર અધોદિશામાં mg જેટલું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ લાગે છે. બંને બળો એકબીજાંને સમતોલે તેવી ગોઠવણી કરવામાં આવે છે.
આથી Xe = mg થાય છે.
………………………………………………………………………………………………………………(1)
ગુરુત્વાકર્ષણની અસર હેઠળ બુંદ ν વેગથી ગતિ કરતું હોય ત્યારે સ્ટૉકનો નિયમ લાગુ પાડતાં અને હવાના ઉત્પ્લાવક બળને લીધે 
મળે છે, જ્યાં ρ અને σ અનુક્રમે તેલ અને હવાની ઘનતા છે, અને a બુંદની ત્રિજ્યા છે.
અહીં x, η, ν, ρ, σ સરળતાથી માપી શકાય તેવી ભૌતિક રાશિઓ છે. અહીં બુંદ માત્ર એકલ (single) વિદ્યુતભાર ધરાવે છે તેવું સ્વીકારી લીધું છે; પણ પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિમાં આ બાબત બરાબર નથી.
ઉપકરણ : મિલિકનના પ્રયોગની ગોઠવણી આકૃતિમાં દર્શાવી છે. તેનો મુખ્ય ભાગ અવલોકન માટેનો ચેમ્બર છે, જેમાં ધાતુની પ્રકાશીય સમતલ તકતીઓ A અને B રાખેલી છે. તેમનો વ્યાસ આશરે 20 સેમી. જેટલો હોય છે અને તેમની વચ્ચે 1.6 સેમી. જેટલું અંતર રાખેલું હોય છે. તેમને કાચ અથવા એબોનાઇટના સળિયા વડે બરાબર સમાંતર રહે તે રીતે ટેકવેલ હોય છે. આ અવલોકન-ચેમ્બરને બીજા મોટા ચેમ્બર C વડે આવરી લેવામાં આવે છે. તેલ-નિમજ્જની (bath) E વડે તાપમાન અચળ રાખવામાં આવે છે. તકતીઓ A અને B વચ્ચે 10,000 વૉલ્ટના ક્રમનો ફેરફાર કરી શકાય તેવો વિદ્યુત-દબાણનો તફાવત લાગુ પાડવામાં આવે છે. ઉપરની તકતી ધન હોય તો વિદ્યુત-ક્ષેત્ર ઊર્ધ્વ દિશામાં લાગે છે. આ સાથે ગુરુત્વાકર્ષી ક્ષેત્ર અધોદિશામાં ભાગે છે. છંટકાવ કણવર્ષા (atomizer) વડે અબાષ્પશીલ ભારે તેલનાં બુંદ ચેમ્બર Cમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. આ બુંદ ધીમે ધીમે અધોદિશામાં ગતિ કરે છે. તકતીઓ A અને B વચ્ચેના અવકાશને આર્ક L વડે પ્રદીપ્ત કરતાં આ બુંદની ગતિ નિહાળી શકાય છે. ચેમ્બર Cમાં દાખલ થતાં બુંદ ઘર્ષણને બદલે વિદ્યુત-ભારિત બને છે.
કોઈ એક બુંદને એકલ (અટૂલું) પાડીને તેનો માત્ર ગુરુત્વાકર્ષી બળની અસર હેઠળ વેગ ν1 નક્કી કરવામાં આવે છે. આ વેગ ν1 ને આધારે બુંદનું દળ m નીચેના સૂત્રથી નક્કી કરાય છે :
ત્યારબાદ બુંદ ઉપર વિદ્યુતક્ષેત્ર (X) લાગુ પાડીને તેનો તકતી Aને ધન બનાવી ઊર્ધ્વ દિશામાં વેગ ν2 નક્કી કરવામાં આવે છે. બુંદ એક એકમથી વધુ વિદ્યુતભાર (en) ધરાવતું હોય તો નીચેનો સંબંધ મળે છે :
વધારાનો વિદ્યુતભાર મળવાને કારણે બુંદનો નવો વેગ 
અને તેના ઉપર વિદ્યુતભાર en1 હોય તો,
અહીં 
અચળ છે; માટે (en¹–en) α 
થાય છે. અસખ્ય અવલોકનો બાદ જોવા મળે છે કે લઘુતમ વેગના લગભગ પૂર્ણ ગુણાંકમાં મળે છે. કેટલીક વખત 
તો કેટલીક વખત 
મળે છે. તેથી એવું ફલિત થાય છે કે બુંદ ધન અથવા ઋણ આયનિક વિદ્યુતભાર ધારણ કરે છે, પણ એટલું નિશ્ચિત છે કે કોઈ લઘુતમ વિદ્યુતભારના પૂર્ણ ગુણાંકમાં જ મળે છે. en¹–enનું મૂલ્ય ઇલેક્ટ્રૉનના મૂળભૂત વિદ્યુતભાર eના પૂર્ણ ગુણાંકમાં જ મળે છે. આથી વિદ્યુતભાર eનું મૂલ્ય નીચેના સૂત્રથી મળે છે :
લઘુતમ.
આ રીતે નક્કી કરેલ eનું મૂલ્ય હરહમેશાં એકસરખું મળતું નથી. નાના બુંદ માટે આ મૂલ્ય વધુ મળતું હોય છે. બુંદ ઉપર લાગતું ઘર્ષણબળ 6πηaν1 નહિ, પણ 
જેટલું હોય છે. જ્યાંβ અચળાંક અને λ સરેરાશ મુક્ત છે. વિદ્યુતભાર eના મૂલ્યમાં પ્રવર્તતી વિભિન્નતા અને બુંદની ત્રિજ્યાના આલેખની મદદથી β નું મૂલ્ય મેળવી શકાય છે.
પરિણામો : મિલિકને તેલ, ગ્લિસરીન, પારા જેવા ભિન્ન ભિન્ન પ્રવાહીઓનો ઉપયોગ કરીને અસંખ્ય અવલોકનો લીધાં તેનાં પરિણામો ઉપરથી એટલું સિદ્ધ થયું કે બધાં જ આયનો ધન અથવા ઋણ વિદ્યુતભાર ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રૉનનો વિદ્યુતભાર સંખ્યાકીય (Statistically) સરેરાશ નથી પણ નિશ્ચિતપણે પારમાણ્વિક એકમ છે. આ રીતે વિદ્યુતની પારમાણ્વિક સંરચના નિર્ણાયક રીતે સ્થાપિત થઈ.
મિલિકને eનું મૂલ્ય 4.774 × 10–10 ઈ.એસ.યુ. અથવા 1.59 × 1020 ઈ.એમ.યુ. મેળવ્યું. મિલિકનનો તેલ-બુંદ પ્રયોગ અત્યંત ચોક્કસ પદ્ધતિ છે, જેમાં તમામ પ્રકારની ક્ષતિઓનું નિવારણ કરવામાં આવ્યું છે.
હરગોવિંદ બે. પટેલ