ROBERT ANDREWS MILLIKAN: BIOGRAFIJA, IZRAČUN ELEKTRONA, DRUGI PRISPEVKI - BIOGRAFIJE - 2026

Robert Andrews Millikan (1868–1953) je bil v prvih desetletjih 20. stoletja priznani strokovni fizik, pa tudi pomemben vzgojitelj in javni osebnost v ZDA. Prav tako je veliko prispeval in odkril na področju električne energije, optike in molekularne fizike.

Vendar pa je bil Millikanov velik dosežek izračun naboja elektronov, ki ga je lahko določil zahvaljujoč tistemu, kar je danes znano kot eksperiment kapljice olja.

Robert A. Millikan na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu (Caltech) 1947. Vir: Wikipedia commons

Danes to delo velja za idealen primer uporabe znanstvene metode. Vendar je bil uspeh Millikana v veliki meri posledica dolgih izkušenj, pridobljenih kot vztrajnost pri preučevanju naravnih pojavov.

Življenjepis

Osebno življenje

Robert Millikan se je rodil 22. marca 1868 v Morrisonu v Illinoisu in umrl 19. decembra 1953 v San Marinu v Kaliforniji.

Ko je bil star pet let, sta se Millikan z družino preselila v McGregor, Iowa, dve leti pozneje pa so se Millikanci naselili v Maquoketi, kjer je Robert začel študij v srednji šoli. Na splošno je mogoče ugotoviti, da je bila družinska vzgoja odločilna v njegovem poklicnem življenju.

Prav tako ga je njegova vdanost in strast do dela, ki je bila vedno nad njegovimi osebnimi željami in težnjami, poleg velike intelektualne poštenosti pripeljala do uspeha v znanosti in javnem življenju.

Leta 1902 se je poročil z Greto Blanchard in užival na njunih medenih tednih v Evropi. Kot rezultat te zveze so se rodili trije otroci: Clark, Glenn Allen in Max Franklin.

Uporabne študije

Leta 1886 je začel študij na Oberlin College, kjer se je naučil trigonometrije, analitične geometrije in grščine. Diplomiral je leta 1891 in doktoriral iz fizike na univerzi Columbia leta 1895, kar je prvi storil na oddelku, kjer je študiral.

Po doktoriranju je Millikan odpotoval v Nemčijo (1895-1896), kjer je študiral na prestižnih univerzah, kot sta Göttingen in Berlin.

V času Evrope se je navezal na pomembne raziskovalce, kot so nemški fizik Roentgen (1845-1923), odkritelj rentgenskih žarkov ali francoski Becquerel (1852-1903), katerih študije o radioaktivnosti so bile v znanstvenem svetu odločilne.

Nazaj v Ameriko

Leta 1910 so Millikanu ponudili zaposlitev asistenta v laboratoriju Ryerson na Univerzi v Chicagu, tako da je s sprejemom končal turnejo po Evropi. V tej ustanovi je delal kot učitelj, položaj je opravljal do leta 1921.

Na Univerzi v Chicagu je Millikan delal kot raziskovalec in vzgojitelj, odkrival je nekatere svoje velike strasti pri poučevanju.

Leta 1921 je zapustil Univerzo v Chicagu in postal direktor laboratorija za fiziko Norman Bridge, ki se nahaja na kalifornijskem tehnološkem inštitutu (Caltech) v Pasadeni.

Millikan je v svojem življenju poučeval stole na različnih področjih fizike, bil rektor laboratorija za fiziko na Inštitutu Norman Bridge in direktor podjetja Caltech.

Millikanovo navdušenje za izobraževanje

Millikan je bil odličen študent z odličnim objektom za poučevanje, zato ga je konec drugega letnika na Oberlinu profesor, ki ga je učil grščino, prosil, naj poučuje osnovno fiziko.

Na to nalogo se je težko pripravil med poletnimi počitnicami leta 1889. Millikan je vse težave rešil v učbeniku fizike, nato pa se mu je izmuznilo, da bi študentje tekom let delali na težavah.

Za Millikan je bilo dejanje reševanja številnih problemov najboljša metodologija poučevanja fizike. Ta učni sistem je znanstvenik branil vse življenje, zato velja tudi za velikega navdušenca nad izobraževanjem.

Ta motivacija je privedla do tega, da je bil soavtor serije inovativnih besedil v smislu metodologije poučevanja. Knjige, ki jih je napisal Millikan, so vključevale številne težave, ki so vključevale konceptualna vprašanja, kar je bilo za takrat zelo novo.

Millikan kot oglaševalski agent v izobraževanju

Zaradi svoje odločnosti za dvig ugleda Caltech je bil Millikan ocenjen kot eden izmed velikih oglaševalskih agentov na področju izobraževanja. To je bilo potrebno za preoblikovanje inštituta v nadvse prestižno središče za poučevanje naravoslovnih in inženirskih ved.

Vendar se je s kolegi močno razlikoval pri vprašanjih politike, filozofije in religije. Poleg tega so bile njegove upravne metode nekonvencionalne, vendar je bilo njegovo osebno vodstvo bistveno za primere pravilnega poteka.

Za zaključek je mogoče ugotoviti, da je bil vpliv Millikana temeljni steber pri razvoju in usposabljanju fizikov in raziskovalcev v Združenih državah Amerike.

Millikanove preiskave: naboj elektronov in drugi prispevki

- Ocena naboja elektronov

Millikan je začel študij elektronskega naboja leta 1907 po vzoru fizika HA Wilsona (1874-1964). Preiskava je potekala skozi več stopenj.

Prva faza je obsegala ionizacijo zraka v oblačni komori in nato kondenzacijo ionov v oblaku. Na ta način je opazoval in meril padec oblaka le pod vplivom gravitacije.

Kasneje je ocenil padec ioniziranega oblaka, vendar pod vplivom navpične električne sile, ki se nagne gravitaciji. Po več procesih mu je uspelo zasnovati eksperiment kapljice olja, ki mu je omogočil izračun osnovnega električnega naboja in njegove mase.

To so dosegli z opremo, ki je olje razpršila v zelo majhnih kapljicah. Ti so padli skozi luknjo, kjer so bili izpostavljeni električnemu polju.

Originalni aparat kapljice olja. Oblikoval jih je Millikan. Vir: Wikipedia commons.

Z uporabo posebnih leč je bilo mogoče prikazati kapljico in z merjenjem hitrosti padca je znanstvenik lahko ocenil vrednost mase elektrona. Poskus je bil ponovljen večkrat.

Na ta način je Millikan določil osnovno obremenitev in tudi uspel ugotoviti njegovo vrednost. Leta 1909 je objavil članek, kjer je razložil tehniko, ki jo je uporabljal za določanje naboja elektrona.

- Delo v fotoelektričnosti

Njegova prva dela in publikacije o fotoelektričnosti so izvajali od leta 1907 skupaj s študentom G. Winchesterjem. Cilj je bil raziskati, ali sta fotoelektrični tok in mejni potencial odvisna od temperature oddajajoče kovine.

Med temi preiskavami se je moral Millikan spoprijeti s številnimi procesnimi napakami, kot so pomembnost čiščenja kovinskih površin in nevarnost uporabe iskric kot svetlobnega vira kratkega vala, saj iskreči lahko ponarejajo izmerjene potenciale z indukcijo električna nihanja v napravi.

- Skrajni ultravijolični spekter

Millikan je zaključil, da so bile študije ultravijolične svetlobe z uporabo vročih iskric med kovinskimi elektrodami možne, zahvaljujoč njegovim raziskavam o potencialih teh iskre.

Ta ugotovitev je bila zelo pomembna za znanstveno skupnost, saj so bila vsa prejšnja prizadevanja na kratkem ultravijoličnem spektru omejena s svojo izjemno absorpcijsko sposobnostjo.

Toda uporaba vroče iskrice in konkavne refleksne rešetke sta rešila težavo, pa tudi postavitev vakuumskega spektrografa vzdolž celotne poti žarkov.

Prve rezultate, dobljene z vakuumskim spektrografom te vrste, sta leta 1918 opisala Millikan in Sawyer.

- Kozmični žarki

Preučevanje kozmičnih žarkov sega v začetek 20. stoletja. Šlo je za eksperimentalne pristope, kjer so z uporabo elektroskopov merili izpustne procese glede na višino.

Millikan je imel svoje raziskovalne dejavnosti na področju kozmičnih žarkov težke dni. V zvezi s tem so izpostavljene njegove burne razprave o naravi in ​​izvoru kozmičnih žarkov. Ugotovimo lahko, da so bile njegove ugotovitve pomembni dogodki v svetu znanosti v tridesetih letih prejšnjega stoletja.

Zasnova poskusov

Med svojim časom v Pasadeni se je Millikan spet začel aktivno zanimati za kozmične žarke. V svojih poskusih je uporabil elektroskope in barometre, ki jih je poslal v ozračje s pomočjo zvočnih balonov.

Ti baloni so dosegali višino do 11,2 in 15,2 kilometra. Instrumentalne vrednosti so bile zbrane na vzponu in spustu, kar omogoča določitev vrednosti šoka med postopkom.

Te poskuse je Millikan izvedel spomladi 1922 z IS Bowenom. Njihove raziskave so pokazale, da so kozmični žarki bolj prodorni kot katero koli drugo znano sevanje.

Odločilno je navesti, da so pred Millikanovo preiskavo kozmične žarke preučevali le meteorologi in specialisti radioaktivnosti. Po teh delih se je za takratne fizike odprlo novo področje študija in raziskovanja.

Nagrade in odlikovanja

Leta 1923 je Millikan prejel sporočilo, v katerem je sporočil, da so ga za raziskave fotoelektričnega učinka in naboja elektrona odlikovali z Nobelovo nagrado za fiziko.

Millikan se je leta 1921 udeležil Tretjega solvajskega kongresa v Bruslju, tema kongresa pa so atomi in elektroni.

Na petindvajsetih univerzah je prejel doktorat Honoris Causa. Poleg nagrade Comstock, medalje Edison in medaljo Hughes.

Reference

1. Millikan, fizik, ki je prišel pogledat elektrone. Pridobljeno 28. decembra z: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. Biografski spomin. Pridobljeno 28. decembra z: nasonline.org
3. Reyes (1998). Nekaj ​​premislekov o vlogi eksperimenta v delih o kozmičnih žarkih začetka 20. stoletja. Primer Roberta Andrewa Millikana. Pridobljeno 29. decembra iz: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868–1953. Pridobljeno 28. decembra z: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Podelitev Nobelove nagrade Robertu A. Millikanu. Pridobljeno 28. decembra z: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Poizkus kapljic olja Millikan. Pridobljeno 29. decembra z: britannica.com