Elektronun keşfinin ardından elektronun özelliklerini araştırmak için çalışmalar yapıldı. Bunlardan en bilineni Amerikalı fizikçi Millikan’ın yaptığı yağ damlası deneyidir. 1909 yılında yaptığı deneyle Millikan birim elektrik yükünü matematiksel olarak hesaplamayı başarmıştır. Deneyde şekildeki gibi iki bölmeli bir kap kullanılır. Alt bölme yüklü paralel plakalardan oluşur. Üst bölmeye püskürtülen yağ damlacıkları, bölmeleri ayıran plakadaki delikten geçerek alt bölmedeki elektriksel alana girer. Bu sırada damlacıkların üzerine X ışınları gönderilerek elektrikle yüklenmeleri sağlanır. Elektriksel alan şiddeti uygun değere ayarlandığında, yağ damlacıkları havada askıda kalır. Böylece aşağı yönlü olan ağırlık kuvveti, yukarı yönlü elektriksel kuvvetle dengelenmiş olur.
Millikan’ın yağ damlası deneyinde yağ taneciklerinin ağırlıkları elektriksel kuvvetlerle dengelenir.
Millikan yaptığı ölçüm ve hesaplamalarla her bir damlacığın elektrik yükünün 1,593.10-19 C un tam katları olduğunu fark etmiştir. Bu değerin en küçük birim yük olan elektronun yükü olduğunu bulmuştur. Gerçekten de Millikan, elektronun 1,6018.10-19 C olan yükünü küçük bir farkla hesaplamayı başarmıştır. Elektronun yükünün bilinen en küçük yük olan elemanter yük (ey) olduğunu daha önce öğrenmiştik. Millikan hesapladığı bu değerle birlikte Thomson’un bulduğu yük/kütle oranını kullanarak, bir elektronun kütlesinin yaklaşık olarak, bilinen en hafif atom olan hidrojenin kütlesinin 1/2000 katı olduğunu hesaplamıştır. Bir elektronun kütlesi için hesapladığı değer bugün de bilinen 9,1.10-31 kg dır. Böylece atomun, bilinen en küçük kütleli madde olmadığını ortaya koyduğu bu çalışması ile Millikan 1923 yılında nobel ödülü kazanmıştır.
Atomda negatif yüklü elektronların olması, bunları dengeleyen pozitif yüklü taneciklerin de olduğu fikrini doğurmuştur.
