Как мы увидим, ионы обладают зарядами, соответствующими очень небольшому числу частиц, нередко всего лишь одной или двум частицам. Изучая ионы, мы увидим, что все мельчайшие носители зарядов обладают зарядами одинаковой величины. Заряды встречаются как бы в виде отдельных зерен, и каждое зерно, заряженное положительно или отрицательно, имеет такой же заряд, как и другие зерна. Тождественность зерен заряда, подобная тождественности атомов вещества, дает нам природную единицу заряда. Открытие зерен электричества является одной из больших вех, отмежевывающих современную физику от прежней.
Это открытие позволяет нам определить заряд на каком-либо предмете, сосчитать избыточное число электрических частиц одного знака по сравнению с частицами другого знака. Это упрощает представление о заряде. Конечно, тот факт, что все элементарные заряды имеют одинаковую величину, не дает уверенности, что их носители одинаковы во всех других отношениях. Как мы увидим дальше, имеются частицы с различными массами, но с одинаковым зарядом. Здесь мы изучим малые электрические силы, действующие на ионы, и затем воспользуемся ими для установления единиц заряда. Электрические силы, действующие на ионы, малы; эти силы не способны приводить в движение предметы обычных размеров или заметно натягивать пружины. Во всяком случае мы не в состоянии привязать отдельный ион к пружине или быть уверенными, что на каком-либо предмете видимых размеров находится только один ион. Поэтому мы должны найти способ обращаться с очень малыми предметами, У которых имеется избыток только в несколько элементарных электрических частиц. В этом разделе мы рассмотрим один метод обращения с такими предметами и измерения очень малых электрических сил, которыми мы можем действовать на них. Это даст нам все необходимое для понимания тех данных, которые будут получены в следующем разделе для природной единицы заряда.
Нам необходимы предметы, которые значительно больше ионов или молекул газа и все же достаточно малы для того, чтобы они приводились в движение малыми электрическими силами. Предметы, видимые невооруженным глазом, слишком массивны для этой дели. Для этого оказываются пригодными микроскопические шарики из пластмассы диаметром около 10-6 м. Хотя они достаточно велики для того, чтобы в оптический микроскоп выглядеть как пятнышки света, масса каждого из них составляет только около 10-12 кг, т. е. микро-микрограмм. Такие шарики изготовляются для определения размеров предметов, наблюдаемых в электронных микроскопах, и можно достать большое число почти одинаковых шариков.
В воздухе эти шарики движутся довольно медленно Рассматривая их, мы видим, что они падают почти прямолинейно  испытывая лишь слабое влияние броуновского движения и
без заметного ускорения Действующая на них результирующая сила в среднем должна быть=0 Эта =0 результирующая сила есть векторная сумма силы тяжести, увлекающей шарик вниз, и противоположно направленной силы сопротивления воздуха. Когда шарик начинает падать, сопротивление воздуха =0, но чем быстрее движется шарик, тем больше сопротивление. Таким образом, сопротивление воздуха быстро возрастает до тех пор, пока оно не уравновесит небольшую силу тяжести. С этого момента шарик движется с постоянной скоростью, называемой конечной скоростью падения.
Если поместить несколько таких пластмассовых шариков между заряженными пластинами, то, помимо силы тяжести, на шарики начнет действовать электрическая сила.

Некоторые шарики начнут двигаться вверх, а некоторые вниз. Очевидно, эти шарики имеют электрические заряды. В начале движения шарика под действием равнодействующей силы (векторной суммы силы тяжести и электрической силы) сопротивление воздуха изменяется, пока скорость. Эта конечная скорость будет отличаться от конечной скорости, приобретаемой под действием только силы тяжести.
Как связана эта конечная скорость с движущей равнодействующей силой? Рассмотрим шарик, помещенный между двумя заряженными металлическими пластинами, соединенными с батареей, как показано на рис. Изменяя электрический заряд пластин, можно изменять электрическую силу, действующую на шарик. Воспользовавшись подходящей батареей и подобрав надлежащее расстояние между пластинами, можно добиться того, чтобы электрическая сила, приложенная к шарику, была равна по величине силе тяжести, но противоположна ей по направлению. Тогда шарик будет удерживаться между пластинами в равновесии. Что произойдет, поменять зажимы батареи, соединенные с пластинами (рис. 27.15)? Электрическая сила остается равной силе тяжести по величине, но теперь она направлена в ту же сторону, что и сила тяжести. Измерив конечную скорость падения шарика, мы найдем, что она вдвое больше конечной скорости падения под действием одной только силы тяжести. Этот результат подсказывает заключение, что конечная скорость шарика прямо пропорциональна движущей силе. Эта закономерность была проверена, и она оправдывается в широком диапазоне скоростей.