【实验原理】
一个质量为m，带电量为q 的油滴处在两块平行极板之间，平行板水平放置。在平行极板未加电压时，油滴受重力作用而加速下降。由于空气阻力的作用，下降一段距离后，油滴将作匀速运动，速度为Vg，这时重力与阻力平衡（空气浮力忽略不计），如图3-12所示。根据斯托克斯定律，黏滞阻力为fr=6πaηVg，式中η 是空气的黏滞系数，a 是油滴的半径，这时有
当在平行极板上加电压V 时，油滴处在场强为E 的静电场中，设电场力qE 与重力相反（图3-13），使油滴受电场力加速上升。由于空气阻力作用，上升一段距离后，油滴所受的空气阻力、重力与电场力达到平衡（空气浮力忽略不计），则油滴将以匀速上升，此时速度为Ve，则有
图3-12 油滴受力
图3-13 油滴在电场中匀速上升
由上述式（3-7）～式（3-9）可解出
为测定油滴所带电荷q，除应测出V、d 和速度Vg、Ve外，还需知油滴质量m，由于空气中悬浮和表面张力作用，可将油滴看作圆球，其质量为
式中：ρ 为油滴的密度。
由式（3-7）和式（3-11），得油滴的半径
考虑到油滴非常小，空气已不能看成连续媒质，空气的黏滞系数η 应修正为
式中：b 为修正系数；p 为空气压强；a 为未经修正过的油滴半径，由于它在修正项中，不必计算得很精确，由式（3-12）计算就够了。
实验时取油滴匀速下降和匀速上升的距离相等，都设为l，测出油滴匀速下降的时间tg，匀速上升的时间te，则
将式（3-11）～式（3-14）代入式（3-10），可得
式（3-15）是动态（非平衡）法测油滴电荷的公式。
下面导出静态（平衡）法测油滴电荷的公式。
调节平行极板间的电压，使油滴不动，Ve=0，即te→∞，由式（3-15）可得
式（3-16）即为静态法测油滴电荷的公式。
为了求电子电荷e，对实验测得的各个电荷q 求最大公约数，就是基本电荷e 的值，也就是电子电荷e。