“വിവിധ മൂലകങ്ങളുടെ രാസപരമായ സമൃദ്ധമായ വൈവിധ്യം ഈ മൂലകങ്ങളുടെ അണുക്കളുടെ ആന്തരിക ഘടനയിലെ വ്യത്യാസങ്ങളിലേക്ക് തിരിച്ചറിയാവുന്നതാണ്.”

പ്രാചീന ഇന്ത്യൻ, ഗ്രീക്ക് തത്ത്വചിന്തകരുടെ കാലം (ക്രി.മു. 400) മുതൽക്കേ അണുക്കളുടെ അസ്തിത്വം നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. അവർ അണുക്കളാണ് പദാർത്ഥത്തിന്റെ അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങൾ എന്ന വീക്ഷണത്തിലായിരുന്നു. അവരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, പദാർത്ഥത്തെ തുടർച്ചയായി വിഭജിച്ചുകൊണ്ട് പോയാൽ അവിഭാജ്യമായ അണുക്കൾ ലഭിക്കുമെന്നായിരുന്നു. ‘അറ്റം’ എന്ന വാക്ക് ഗ്രീക്ക് വാക്കായ ‘എ-ടോമിയോ’യിൽ നിന്നാണ് ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്, അതിനർത്ഥം ‘വെട്ടിമുറിക്കാൻ കഴിയാത്ത’ അല്ലെങ്കിൽ ‘വിഭജിക്കാനാവാത്ത’ എന്നാണ്. ഈ പ്രാചീന ആശയങ്ങൾ വെറും അനുമാനങ്ങളായിരുന്നു, അവ പരീക്ഷണാത്മകമായി പരിശോധിക്കാനുള്ള മാർഗ്ഗമൊന്നുമില്ലായിരുന്നു. ഈ ആശയങ്ങൾ വളരെക്കാലം നിഷ്ക്രിയമായി കിടന്നു, പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ അവ വീണ്ടും ജീവിപ്പിച്ചു.

പദാർത്ഥത്തിന്റെ അണു സിദ്ധാന്തം ആദ്യമായി ഒരു ദൃഢമായ ശാസ്ത്രീയ അടിത്തറയിൽ 1808-ൽ ബ്രിട്ടീഷ് സ്കൂൾ അദ്ധ്യാപകനായിരുന്ന ജോൺ ഡാൾട്ടൺ നിർദ്ദേശിച്ചു. ഡാൾട്ടന്റെ അണു സിദ്ധാന്തം എന്നറിയപ്പെടുന്ന അദ്ദേഹത്തിന്റെ സിദ്ധാന്തം, അണുവിനെ പദാർത്ഥത്തിന്റെ അന്തിമ കണികയായി (യൂണിറ്റ് 1) കണക്കാക്കി. ഡാൾട്ടന്റെ അണു സിദ്ധാന്തം പിണ്ഡ സംരക്ഷണ നിയമം, സ്ഥിരഘടന നിയമം, ഗുണിത അനുപാത നിയമം എന്നിവ വളരെ വിജയകരമായി വിശദീകരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. എന്നാൽ, അനേകം പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ വിശദീകരിക്കാൻ അത് പരാജയപ്പെട്ടു, ഉദാഹരണത്തിന്, ഗ്ലാസ് അല്ലെങ്കിൽ എബോണൈറ്റ് പോലുള്ള വസ്തുക്കൾ പട്ട് അല്ലെങ്കിൽ രോമം ഉപയോഗിച്ച് തടവുമ്പോൾ വൈദ്യുത ചാർജ് ലഭിക്കുന്നുവെന്ന് അറിയാമായിരുന്നു.

ഈ യൂണിറ്റിൽ നമ്മൾ പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തിലും ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ തുടക്കത്തിലും ശാസ്ത്രജ്ഞർ നടത്തിയ പരീക്ഷണാത്മക നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കുന്നു. അണുക്കൾ ഉപ-അണു കണികകളായ ഇലക്ട്രോണുകൾ, പ്രോട്ടോണുകൾ, ന്യൂട്രോണുകൾ എന്നിവയാൽ നിർമ്മിതമാണെന്ന് ഇവ സ്ഥാപിച്ചു - ഇത് ഡാൾട്ടന്റെ ആശയത്തിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമായ ഒരു ആശയമാണ്.

2.1 ഉപ-അണു കണികകളുടെ കണ്ടുപിടിത്തം

വാതകങ്ങളിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നാണ് അണുവിന്റെ ഘടനയെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു ഉൾക്കാഴ്ച ലഭിച്ചത്. ഈ ഫലങ്ങൾ നമ്മൾ ചർച്ച ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പ്, ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകളുടെ സ്വഭാവത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു അടിസ്ഥാന നിയമം മനസ്സിൽ സൂക്ഷിക്കേണ്ടതുണ്ട്: “സമാന ചാർജുകൾ പരസ്പരം വികർഷിക്കുകയും വ്യത്യസ്ത ചാർജുകൾ പരസ്പരം ആകർഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു”.

2.1.1 ഇലക്ട്രോണിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തം

1830-ൽ, മൈക്കൽ ഫാരഡെ, ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ലായനിയിലൂടെ വൈദ്യുതി കടത്തിവിട്ടാൽ, ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിക്കുകയും അത് ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ പദാർത്ഥത്തിന്റെ മോചനത്തിനും നിക്ഷേപത്തിനും കാരണമാകുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് കാണിച്ചു. നിങ്ങൾ പന്ത്രണ്ടാം ക്ലാസ്സിൽ പഠിക്കുന്ന ചില നിയമങ്ങൾ അദ്ദേഹം രൂപപ്പെടുത്തി. ഈ ഫലങ്ങൾ വൈദ്യുതിയുടെ കണികാസ്വഭാവം സൂചിപ്പിച്ചു.

1850-കളുടെ മധ്യത്തിൽ, പല ശാസ്ത്രജ്ഞരും പ്രധാനമായും ഫാരഡെ, ഭാഗികമായി ശൂന്യമാക്കിയ ട്യൂബുകളിലെ വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജ് പഠിക്കാൻ തുടങ്ങി, അവ കാതോഡ് രേഖ ഡിസ്ചാർജ് ട്യൂബുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ഇത് ചിത്രം 2.1-ൽ ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബ് രണ്ട് നേർത്ത ലോഹ കഷണങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഗ്ലാസ് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അവയെ ഇലക്ട്രോഡുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അതിൽ മുദ്രണം ചെയ്തിരിക്കുന്നു. വളരെ കുറഞ്ഞ മർദ്ദത്തിലും വളരെ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിലും മാത്രമേ വാതകങ്ങളിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജ് നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയൂ. വിവിധ വാതകങ്ങളുടെ മർദ്ദം ഗ്ലാസ് ട്യൂബുകൾ ശൂന്യമാക്കിയാണ് ക്രമീകരിക്കുന്നത്. ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ ആവശ്യമായ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ (കാതോഡ്) നിന്ന് പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് (ആനോഡ്) ട്യൂബിലൂടെ ചലിക്കുന്ന കണികകളുടെ ഒരു പ്രവാഹത്തിലൂടെ കറന്റ് ഒഴുകാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഇവയെ കാതോഡ് രേഖകൾ അല്ലെങ്കിൽ കാതോഡ് രേഖ കണികകൾ എന്ന് വിളിച്ചു. കാതോഡിൽ നിന്ന് ആനോഡിലേക്കുള്ള കറന്റ് ഒഴുക്ക് ആനോഡിൽ ഒരു ദ്വാരമുണ്ടാക്കുകയും ആനോഡിന് പിന്നിലുള്ള ട്യൂബ് ഫോസ്ഫോറസെന്റ് വസ്തുവായ സിങ്ക് സൾഫൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് പൂശുകയും ചെയ്ത് കൂടുതൽ പരിശോധിച്ചു. ഈ രേഖകൾ, ആനോഡിലൂടെ കടന്നുപോയ ശേഷം, സിങ്ക് സൾഫൈഡ് പൂശലിൽ തട്ടുമ്പോൾ, പൂശലിൽ ഒരു തിളക്കമുള്ള സ്ഥലം വികസിക്കുന്നു [ചിത്രം 2.1(ബി)].

ചിത്രം 2.1(ബി) ദ്വാരമുള്ള ആനോഡ് ഉള്ള ഒരു കാതോഡ് രേഖ ഡിസ്ചാർജ് ട്യൂബ്

ഈ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ ചുരുക്കത്തിൽ ചുവടെയുണ്ട്.

(i) കാതോഡ് രേഖകൾ കാതോഡിൽ നിന്ന് ആരംഭിച്ച് ആനോഡിനെ നോക്കി നീങ്ങുന്നു.

(ii) ഈ രേഖകൾ സ്വയം ദൃശ്യമാകുന്നില്ല, പക്ഷേ അവയുടെ സ്വഭാവം ചില തരം വസ്തുക്കളുടെ (ഫ്ലൂറസെന്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഫോസ്ഫോറസെന്റ്) സഹായത്തോടെ നിരീക്ഷിക്കാം, അവ അവയാൽ തട്ടുമ്പോൾ പ്രകാശിക്കുന്നു. ടെലിവിഷൻ പിക്ചർ ട്യൂബുകൾ കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബുകളാണ്, ചില ഫ്ലൂറസെന്റ് അല്ലെങ്കിൽ ഫോസ്ഫോറസെന്റ് വസ്തുക്കൾ പൂശിയ ടെലിവിഷൻ സ്ക്രീനിലെ ഫ്ലൂറസെൻസ് മൂലമാണ് ടെലിവിഷൻ ചിത്രങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നത്.

(iii) വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ അഭാവത്തിൽ, ഈ രേഖകൾ നേർരേഖകളിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു (ചിത്രം 2.2).

(iv) വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, കാതോഡ് രേഖകളുടെ സ്വഭാവം നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകളിൽ നിന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നതിന് സമാനമാണ്, കാതോഡ് രേഖകൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നുവെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

(v) കാതോഡ് രേഖകളുടെ (ഇലക്ട്രോണുകളുടെ) സവിശേഷതകൾ ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ വസ്തുവിന്റെയും കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബിൽ ഉള്ള വാതകത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെയും ആശ്രയിക്കുന്നില്ല.

അങ്ങനെ, എല്ലാ അണുക്കളുടെയും അടിസ്ഥാന ഘടകമാണ് ഇലക്ട്രോണുകൾ എന്ന് നമുക്ക് നിഗമനം ചെയ്യാം.

2.1.2 ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാർജ്-ടു-മാസ് അനുപാതം

1897-ൽ, ബ്രിട്ടീഷ് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജെ.ജെ. തോംസൺ, കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബ് ഉപയോഗിച്ചും വൈദ്യുത, കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങൾ പരസ്പരം ലംബമായും ഇലക്ട്രോണുകളുടെ പാതയ്ക്ക് ലംബമായും (ചിത്രം 2.2) പ്രയോഗിച്ചും വൈദ്യുത ചാർജ് $(e)$ മുതൽ ഇലക്ട്രോണിന്റെ മാസ് $\left(m_{e}\right)$ വരെയുള്ള അനുപാതം അളന്നു. വൈദ്യുതക്ഷേത്രം മാത്രം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ അവയുടെ പാതയിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുകയും പോയിന്റ് A-യിൽ (ചിത്രം 2.2) കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബിൽ തട്ടുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുപോലെ കാന്തികക്ഷേത്രം മാത്രം പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഇലക്ട്രോൺ പോയിന്റ് $\mathrm{C}$-ൽ കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബിൽ തട്ടുന്നു. വൈദ്യുത, കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തികൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം സന്തുലിതമാക്കുന്നതിലൂടെ, ഇലക്ട്രോണിനെ വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ അഭാവത്തിൽ പിന്തുടരുന്ന പാതയിലേക്ക് തിരികെ കൊണ്ടുവരാനും അവ പോയിന്റ് B-യിൽ സ്ക്രീനിൽ തട്ടാനും സാധിക്കും. വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ കണികകളുടെ പാതയിൽ നിന്നുള്ള വ്യതിചലനത്തിന്റെ അളവ് ഇനിപ്പറയുന്നവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് തോംസൺ വാദിച്ചു:

(i) കണികയിലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജിന്റെ അളവ്, കണികയിലെ ചാർജിന്റെ അളവ് കൂടുന്തോറും, വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രവുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം കൂടുകയും അതിനാൽ വ്യതിചലനം കൂടുകയും ചെയ്യുന്നു.

(ii) കണികയുടെ മാസ് - കണിക ഭാരം കുറവായിരിക്കുന്തോറും വ്യതിചലനം കൂടുകയും ചെയ്യുന്നു.

(iii) വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി - ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അവയുടെ യഥാർത്ഥ പാതയിൽ നിന്നുള്ള വ്യതിചലനം ഇലക്ട്രോഡുകളിലുടനീളമുള്ള വോൾട്ടേജ്, അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ ശക്തി വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുന്നു.

വൈദ്യുതക്ഷേത്ര ശക്തി അല്ലെങ്കിൽ കാന്തികക്ഷേത്ര ശക്തിയിൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ നിരീക്ഷിച്ച വ്യതിചലനത്തിന്റെ അളവിൽ കൃത്യമായ അളവെടുപ്പുകൾ നടത്തുന്നതിലൂടെ, തോംസൺ $e / m_{\mathrm{e}}$ ന്റെ മൂല്യം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു:

$\frac{e}{m_{e}}=1.758820 \times 10^{11} \mathrm{C} \mathrm{kg}^{-1}$

ഇവിടെ $m_{\mathrm{e}}$ ആണ് $\mathrm{kg}$-ൽ ഇലക്ട്രോണിന്റെ മാസ്, $e$ ആണ് കൂളോംബ് (C) ലെ ഇലക്ട്രോണിലെ ചാർജിന്റെ അളവ്. ഇലക്ട്രോണുകൾ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്തതിനാൽ, ഇലക്ട്രോണിലെ ചാർജ് $-e$ ആണ്.

2.1.3 ഇലക്ട്രോണിലെ ചാർജ്

ആർ.എ. മില്ലികൻ (1868-1953) ഓയിൽ ഡ്രോപ്പ് പരീക്ഷണം (1906-14) എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു രീതി കണ്ടുപിടിച്ചു, ഇലക്ട്രോണുകളിലെ ചാർജ് നിർണ്ണയിക്കാൻ. ഇലക്ട്രോണിലെ ചാർജ് $-1.6 \times 10^{-19} \mathrm{C}$ ആണെന്ന് അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ നിലവിലെ സ്വീകാര്യമായ മൂല്യം $-1.602176 \times 10^{-19} \mathrm{C}$ ആണ്. ഇലക്ട്രോണിന്റെ മാസ് $\left(m_{\mathrm{e}}\right)$ ഈ ഫലങ്ങൾ തോംസണിന്റെ $e / m_{e}$ അനുപാത മൂല്യവുമായി സംയോജിപ്പിച്ചാണ് നിർണ്ണയിച്ചത്.

$$ \begin{aligned} \mathrm{m}_e & =\frac{e}{e / \mathrm{m}_e}=\frac{1.602176 \times 10^{-19} \mathrm{C}}{1.758820 \times 10^{11} \mathrm{C} \mathrm{~kg}^{-1}} \\ \end{aligned} $$

$$ \begin{align*} & =9.1094 \times 10^{-31} \mathrm{~kg} \tag{2.2} \end{align*} $$

ചിത്രം 2.2 ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാർജ്-ടു-മാസ് അനുപാതം നിർണ്ണയിക്കാനുള്ള ഉപകരണം

2.1.4 പ്രോട്ടോണുകളുടെയും ന്യൂട്രോണുകളുടെയും കണ്ടുപിടിത്തം

പരിഷ്കരിച്ച കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബിൽ നടത്തിയ വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജ് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകളെ വഹിക്കുന്ന കനാൽ രേഖകളുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചു. ഈ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകളുടെ സവിശേഷതകൾ ചുവടെ പട്ടികപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു.

(i) കാതോഡ് രേഖകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകളുടെ മാസ് കാതോഡ് രേഖ ട്യൂബിൽ ഉള്ള വാതകത്തിന്റെ സ്വഭാവത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇവ വെറും പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത വാതക അയോണുകളാണ്.

(ii) കണികകളുടെ ചാർജ്-ടു-മാസ് അനുപാതം ഇവ ഉത്ഭവിക്കുന്ന വാതകത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

(iii) പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണികകളിൽ ചിലത് വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അടിസ്ഥാന യൂണിറ്റിന്റെ ഗുണിതം വഹിക്കുന്നു.

(iv) കാന്തിക അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതക്ഷേത്രത്തിൽ ഈ കണികകളുടെ സ്വഭാവം ഇലക്ട്രോൺ അല്ലെങ്കിൽ കാതോഡ് രേഖകൾക്കായി നിരീക്ഷിച്ചതിന് വിപരീതമാണ്.

ഏറ്റവും ചെറുതും ഭാരം കുറഞ്ഞതുമായ പോസിറ്റീവ് അയോൺ ഹൈഡ്രജനിൽ നിന്ന് ലഭിച്ചു, അതിനെ പ്രോട്ടോൺ എന്ന് വിളിച്ചു. ഈ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കണിക 1919-ൽ സവിശേഷതപ്പെടുത്തപ്പെട്ടു. പിന്നീട്, അണുവിന്റെ ഘടകമായി വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷ കണികയുടെ സാന്നിധ്യത്തിന്റെ ആവശ്യകത അനുഭവപ്പെട്ടു. ചാഡ്വിക്ക് (1932) ബെറിലിയത്തിന്റെ ഒരു നേർത്ത ഷീറ്റ് $\alpha$-കണികകൾ കൊണ്ട് ബോംബാടിച്ചാണ് ഈ കണികകൾ കണ്ടെത്തിയത്. പ്രോട്ടോണുകളേക്കാൾ അല്പം കൂടുതൽ മാസ് ഉള്ള വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷ കണികകൾ പുറപ്പെടുവിക്കപ്പെട്ടു. ഈ കണികകളെ അദ്ദേഹം ന്യൂട്രോണുകൾ എന്ന് നാമകരണം ചെയ്തു. ഈ അടിസ്ഥാന കണികകളുടെ എല്ലാറ്റിന്റെയും പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ പട്ടിക 2.1-ൽ നൽകിയിരിക്കുന്നു.

മില്ലികന്റെ ഓയിൽ ഡ്രോപ്പ് രീതി

ഈ രീതിയിൽ, അറ്റോമൈസർ ഉൽപാദിപ്പിച്ച മൂടൽമഞ്ഞ് രൂപത്തിലുള്ള എണ്ണ തുള്ളികൾ, വൈദ്യുത കണ്ടൻസറിന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിലൂടെ ഒരു ചെറിയ ദ്വാരത്തിലൂടെ പ്രവേശിക്കാൻ അനുവദിച്ചു. ഈ തുള്ളികളുടെ താഴേക്കുള്ള ചലനം ഒരു മൈക്രോമീറ്റർ കണ്ണുകുപ്പി ഉപയോഗിച്ച ടെലിസ്കോപ്പിലൂടെ കാണപ്പെട്ടു. ഈ തുള്ളികളുടെ വീഴ്ചയുടെ നിരക്ക് അളക്കുന്നതിലൂടെ, എണ്ണ തുള്ളികളുടെ മാസ് അളക്കാൻ മില്ലികന് കഴിഞ്ഞു. ചേമ്പറിനുള്ളിലെ വായു $\mathrm{X}$-രേഖകളുടെ ഒരു കിരണം കടത്തിവിട്ട് അയോണൈസ് ചെയ്തു. ഈ എണ്ണ തുള്ളികളിലെ വൈദ്യുത ചാർജ് വാതക അയോണുകളുമായുള്ള കൂട്ടിയിടികളാൽ ലഭിച്ചു. ഈ ചാർജ്ജ് ചെയ്ത എണ്ണ തുള്ളികളുടെ വീഴ്ച തുള്ളികളിലെ ചാർജും പ്ലേറ്റിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജിന്റെ ധ്രുവീയതയും ശക്തിയും ആശ്രയിച്ച് മന്ദഗതിയിലാക്കാം, ത്വരിതപ്പെടുത്താം അല്ലെങ്കിൽ നിശ്ചലമാക്കാം. എണ്ണ തുള്ളികളുടെ ചലനത്തിൽ വൈദ്യുതക്ഷേത്ര ശക്തിയുടെ ഫലങ്ങൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം അളക്കുന്നതിലൂടെ, എണ്ണ തുള്ളികളിലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ്, $q$, എല്ലായ്പ്പോഴും വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ, $\mathrm{e}$, ഒരു അവിഭാജ്യ ഗുണിതമാണ്, അതായത്, $q=n \mathrm{e}$, ഇവിടെ $\mathrm{n}=1,2,3 \ldots$ എന്ന് മില്ലികൻ നിഗമനം ചെയ്തു.

ചിത്രം 2.3 ചാർജ് ’e’ അളക്കുന്നതിനുള്ള മില്ലികൻ ഓയിൽ ഡ്രോപ്പ് ഉപകരണം. ചേമ്പറിൽ, എണ്ണ തുള്ളിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബലങ്ങൾ ഇവയാണ്: ഗുരുത്വാകർഷണം, വൈദ്യുതക്ഷേത്രം മൂലമുള്ള സ്ഥിതവൈദ്യുതം, എണ്ണ തുള്ളി ചലിക്കുമ്പോൾ ഒരു വിസ്കസ് ഡ്രാഗ് ബലം.

2.2 അണു മോഡലുകൾ

മുമ്പത്തെ വിഭാഗങ്ങളിൽ പരാമർശിച്ച പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച നിരീക്ഷണങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഡാൾട്ടന്റെ അവിഭാജ്യമായ അണു പോസിറ്റ