谁若置身于欧洲核子中心，面对27千米周长的正负电子对撞机，想起汤姆逊用来发现电子的27厘米长的玻璃管，谁都会惊叹科学技术的百年进步，谁都会领悟基础研究的深远意义。在这台正负电子对撞机上，正负电子在27千米长的圆环中加速，能量高达100吉电子伏，对撞后双双湮灭，在极小空间内产生的瞬时能量远远大于恒星里核反应的能量。从这种“微型爆炸”中爆发而出的粒子，与宇宙“大爆炸”开端十亿分之一秒时的情形相似，犹如盘古开天瞬时的绘景。由汤姆逊发现的电子，虽然微小到如今在10-17厘米仍未探测到它的大小，却在粒子物理学、宇宙学、电子学和全球互联网等20世纪新兴的重大科学技术领域独树一帜。很多人把20世纪称做“电子世纪”。若按这种叫法，当年用小小玻璃管发现了电子的汤姆逊，用普通油滴所做的实验测量了电子电荷的密立根，无疑要被尊奉为电子纪元的开创者。100年来在他们开辟的电子世界所产生的硕大无朋而又五彩缤纷的科学之果，不只是令世人瞠目，也远远超出了这两位先驱者的料想。
1897年4月30日，汤姆逊走进英国皇家学院，宣布他发现了一切化学元素的基本组分--电子。“电子”这个名称，是1891年英国人斯托尼为元电荷起的名字。汤姆逊最初把他发现的粒子叫做“微粒”，并按斯托尼的叫法把它所带的电荷叫做“电子”，后来，人们习惯于把粒子本身叫做电子。电子，这个人类认识的第一个基本粒子，不仅打破了道尔顿的“不可分”的原子，而且打破了物质结构的“终极”观念，把科学研究引上了一条出人意料的道路。
汤姆逊1897年发现电子的论文，使美国加州理工学院的密立根深受启发，促使他开始做科学研究工作，并以电子电荷的测定这一使他成名的工作为起点。
电子的电荷首先是由汤姆逊、汤森和威耳逊在卡文迪什实验室的一系列实验中测量的。一个重要的测量方法是汤姆逊的学生威耳逊发明的。威耳逊发现，在湿润空气中的离子，通过尘埃微粒起作用，可以引起水滴生长。这一现象导致了威耳逊云室的发明。在云室里当潮湿的空气突然膨胀时，运动着的带电离子就产生一条条可以看得见的水珠径迹。事实上，水滴可以围绕单个离子形成小水珠，测量了这些水珠的质量-电荷比之后再测出水珠的质量，就可以得到离子的电荷值，从而导出电子的电荷值。上述3人所用的测量方法大同小异，所得的结果大都在1.1×10-19库仑左右。且不论结果的精确性如何，至少有一点不能令人满意，这就是他们都是从多个离子的测量中，做了统计平均之后而导出电子的电荷值的。
密立根在1908年和1909年发表了几篇论文，他也是通过测水滴来得出电子电荷，只是量值比汤姆逊等人的大15％到30％。1909年8月，密立根出席了英国科学促进会在加拿大温尼伯市召开的年会。在这次会议上，数学物理分会的主席，1908年诺贝尔化学奖获得者卢瑟福，提到了电子电荷实验，并且赞扬了密立根所做的实验。不过，卢瑟福不无遗憾地说，还没有哪种电学或光学方法能直接测得单个电子的电荷像测粒子那样。卢瑟福一席话，使密立根激动不已。他更确切地得知自己的研究项目乃是物理学最前沿的课题，也是亟待解决的问题。就在从温尼伯市返回芝加哥的火车上，密立根突然来了实验灵感，想到了一个根本性的改进，即用油滴取代水滴。
一回到芝加哥，密立根就立即着手实现他在归途中的设想。他不用从潮湿空气中凝结的水滴，而采用矿物油滴，即所谓“最高级的钟表油”，利用喷雾器喷入他请人特制的空气电容器。这样就减少了液滴表面的蒸发，因此在实验过程中能保持液滴的质量不变。更重要的是，改用油滴实验后，密立根发现此时他能观察单个油滴而不是一团云雾；当垂直电场接通和撤掉时，能跟踪油滴的运动，观察它漂上漂下往复多次的情形。对于油滴接连不断地上升和下降，每次都可以从其上下的速度推算出油滴的电荷值。
通过多次重复油滴实验，密立根得到电子电荷的平均值是1.592×10-19库仑，实验上的不确定性约为03％。这比当时电子电荷的所有直接测量值或间接测量值都精确得多。更重要的是，这种跟踪油滴多次上升和下降的测量方法，使人能观察到油滴获得或失去数目极少的电子，有时甚至少到1个电子。汤姆逊等人在卡文迪什实验室所做的测量，实际上只能确定水蒸气云雾中的液滴的离子电荷的平均值。这就留下了一种可能性，即单个离子或单个电子的电荷值可以处在一个相当大的范围内。而在密立根的实验里，排除了这种大范围的可能性，每次当油滴获得或失去电荷时，在百分之一左右的精度内它总是同一基本电荷的整数倍。有了电子的电荷值之后，就可以计算其他原子参量。例如，从已知的电子的质荷比，约为0.54×10-11千克／库仑，就可以计算出电子的质量约为9×10-31千克。密立根的历史功绩，就在于以巧妙的方法和确凿的数据，证实了基本电荷的存在，或者说揭示了电荷量子化这一概念。这个极其重要的概念，经过20世纪物理学的严格检验，被证明是完全正确的。
