美国人富兰克林是一个十足的科学爱好者,在数学、物理、工程、音乐等许多方面都有研究。富兰克林通过仔细研究抓到的闪电,他最终认为闪电其实和摩擦产生的电没有任何区别,也就是说“天电”和“地电”同属一电。他进一步指出所有的电其实都是电荷造成的,电荷分为正电荷和负电荷两种。电荷其实存在所有的物体当中,只是有的物体正电荷比较多所以带正电,相反有的也就带负电或者不带电,电荷的积累和转移就是摩擦起电等静电现象,而电荷的“流动”则形成了诸如闪电的电现象。
在富兰克林提出电荷的假说100多年后,1897年,英国物理学家J•J•汤姆孙终于看清了小电妖的面目——电子。汤姆孙在研究阴极射线过程中发现一种带电粒子的存在,并巧妙地用磁场和电场做成的质谱仪测量电子的电荷/质量比值(简称荷质比),证实了电子是一种独立存在的粒子。1911年,美国的密立根尝试重复汤姆孙的实验,但是发现实验结果存在许多不确定性。为了精确测量电子的电荷量,密立根发明了著名的油滴实验装置,通过监控带电油滴在平行板电容器下落的时间来测定其电量。密立根在显微镜下观测了数千个油滴,通过统计数据发现所有油滴带电量都是某一个数值的整数倍。因此,他认为这个单位电荷量就是电子电荷的数值,称之为元电荷。至此,人们才真正理解各种复杂的电学现象实际上就是电子的转移或运动造成的。然而,有关电的魔法故事迄今还远远没有结束。尽管人们已经知道电子的质量和电量,但是关于电子的直径以及它是否有内部结构,直到今天仍然是一个待解之谜。