ROBERT ANDREWS MILLIKAN: BIOGRAFI, BEREGNING AF ELEKTRONET, ANDRE BIDRAG - BIOGRAFIER - 2025

Robert Andrews Millikan (1868-1953) var en berømt eksperimentel fysiker såvel som en bemærkelsesværdig pædagog og offentlig figur i USA i de første årtier af det 20. århundrede. På samme måde gav han adskillige bidrag og opdagelser inden for elektricitet, optik og molekylær fysik.

Millikans store præstation var imidlertid beregningen af ​​elektronladningen, som han var i stand til at bestemme takket være det, der nu er kendt som oliedråbeeksperimentet.

Robert A. Millikan ved California Institute of Technology (Caltech) 1947. Kilde: Wikipedia commons

I dag betragtes dette arbejde som et ideelt eksempel på anvendelsen af ​​den videnskabelige metode. Ud over hans forskning skyldtes Millikans succes dog stort set den lange erfaring, der er erhvervet som et resultat af vedholdenhed i studiet af naturfænomener.

Biografi

Personlige liv

Robert Millikan blev født den 22. marts 1868 i Morrison, Illinois, og døde den 19. december 1953 i San Marino, Californien.

Da han var fem år gammel, flyttede Millikan og hans familie til McGregor, Iowa, og to år senere bosatte Millikans sig i Maquoketa, hvor Robert begyndte sine gymnasiestudier. Generelt kan det konstateres, at familieuddannelse var afgørende i hans professionelle liv.

Tilsvarende førte hans hengivenhed og lidenskab til sit arbejde, som altid var over hans personlige ønsker og forhåbninger, ud over hans store intellektuelle ærlighed, ham til at opnå succes i videnskab og det offentlige liv.

I 1902 giftede han sig med Greta Blanchard og nød deres bryllupsrejse i Europa. Som et resultat af denne forening blev der født tre børn: Clark, Glenn Allen og Max Franklin.

Anvendte studier

I 1886 begyndte han sine studier på Oberlin College, hvor han lærte trigonometri, analytisk geometri og græsk. Han uddannede sig i 1891 og fik sin doktorgrad i fysik fra Columbia University i 1895, idet han var den første til at gøre det på den afdeling, hvor han studerede.

Efter at have modtaget sin doktorgrad rejste Millikan til Tyskland (1895-1896), hvor han studerede ved prestigefyldte universiteter som Göttingen og Berlin.

I sin tid i Europa relaterede han sig til vigtige forskere som den tyske fysiker Roentgen (1845-1923), opdager af røntgenstråler eller den franske Becquerel (1852-1903), hvis undersøgelser af radioaktivitet var afgørende i den videnskabelige verden.

Tilbage til Amerika

I 1910 blev Millikan tilbudt et job som assistent på Ryerson Laboratory på University of Chicago, så ved at acceptere det sluttede han sin turné i Europa. På denne institution arbejdede han som lærer og havde stillingen indtil 1921.

På University of Chicago arbejdede Millikan som forsker og underviser og opdagede nogle af hans store lidenskaber i undervisningen.

I 1921 forlod han University of Chicago for at blive direktør for Norman Bridge Physics Laboratory, der ligger ved California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena.

I løbet af sit liv underviste Millikan professorater i forskellige fysiske områder, var rektor for fysiklaboratoriet ved Norman Bridge Institute og direktør for Caltech.

Millikans entusiasme for uddannelse

Millikan var en fremragende studerende med en fantastisk facilitet til undervisning, så i slutningen af ​​sit andet år på Oberlin bad professoren, der lærte ham græsk, ham om at undervise i elementær fysik.

Han forberedte sig hårdt på denne opgave i sommerferien i 1889. Millikan løste alle problemerne i fysikens lærebog og gik derefter ud af hans måde at få de studerende til at arbejde med problemerne i løbet af løbet af året.

For Millikan var løsningen af ​​mange problemer den bedste metode til undervisning i fysik. Dette læringssystem blev forsvaret af videnskabsmanden i hele sit liv, og derfor betragtes han også som en stor uddannelsesentusiast.

Denne motivation førte til, at han var medforfatter til en række innovative tekster med hensyn til undervisningsmetodik. Bøgerne skrevet af Millikan omfattede mange problemer med at inkorporere konceptuelle spørgsmål, hvilket var meget nyt for tiden.

Millikan som reklameagent i uddannelse

På grund af sin vilje til at hæve Caltechs omdømme blev Millikan bedømt som en af ​​de store reklameagenter inden for uddannelsesområdet. Dette var nødvendigt for at omdanne instituttet til et meget prestigefyldt center for undervisning i naturvidenskab og teknik.

Han adskiller sig dog stærkt med sine kolleger i spørgsmål om politik, filosofi og religion. Desuden var hans administrative metoder utraditionelle, men hans personlige ledelse var essentiel for, at situationer kunne tage det rigtige kurs.

Afslutningsvis kan det siges, at Millikans indflydelse var en grundlæggende søjle i udviklingen og uddannelsen af ​​fysikere og forskere i De Forenede Stater.

Millikans undersøgelser: elektronladning og andre bidrag

- Estimering af elektronladning

Millikan begyndte sine studier på elektronladning i 1907, baseret på modellen til fysikeren HA Wilson (1874-1964). Undersøgelsen gennemgik flere faser.

Den første fase bestod af at ionisere luften i et skyrum og derefter kondensere ionerne i en sky. På denne måde observerede og målte han skyets fald kun under tyngdekraft.

Senere vurderede han faldet af en ioniseret sky, men under indflydelse af en lodret elektrisk kraft, der er lagt over tyngdekraften. Efter flere processer formåede han at designe oliedråbeeksperimentet, som gjorde det muligt for ham at beregne den grundlæggende elektriske ladning og dens masse.

Dette blev opnået ved hjælp af udstyr, der spredte olie i meget små dråber. Disse faldt gennem et hul, hvor de blev udsat for det elektriske felt.

Oprindeligt apparat til oliedråbe. Designet af Millikan. Kilde: Wikipedia commons.

Ved hjælp af specielle linser kunne et dråbe visualiseres, og ved at måle faldets hastighed kunne forskeren estimere værdien af ​​elektronmassen. Eksperimentet blev gentaget flere gange.

På denne måde bestemte Millikan den grundlæggende belastning og formåede også at fastlægge dens værdi. I 1909 offentliggjorde han artiklen, hvor han forklarede den teknik, han brugte til at bestemme ladningen af ​​elektronet.

- Arbejdet inden for fotoelektricitet

Hans første værker og publikationer om fotoelektricitet blev udført fra 1907 med hans studerende G. Winchester. Målet var at undersøge, om den fotoelektriske strøm og det begrænsende potentiale var afhængig af temperaturen på det udsendende metal.

Under disse undersøgelser måtte Millikan håndtere en række procesfejl, såsom vigtigheden af ​​at rengøre metaloverflader og faren ved at bruge gnister som en kortbølget lyskilde, da gnistudladninger kan forfalsket målte potentialer ved at inducere elektriske svingninger i enheden.

- Det ekstreme ultraviolette spektrum

Millikan konkluderede, at studier med ultraviolet lys ved hjælp af de varme gnister produceret mellem metalelektroder var mulige, takket være hans undersøgelse af potentialerne i disse gnister.

Denne konstatering var meget vigtig for det videnskabelige samfund, da alle tidligere bestræbelser på det korte ultraviolette spektrum var begrænset af dets ekstreme absorptionskapacitet.

Men brugen af ​​en varm gnist og et konkav refleksionsgitter løste problemet såvel som at placere en vakuumspektrograf langs hele stråleruten.

De første resultater opnået med en vakuumspektrograf af denne type blev beskrevet af Millikan og Sawyer i 1918.

- Kosmiske stråler

Undersøgelsen af ​​kosmiske stråler går tilbage til det tidlige 20. århundrede. Det var eksperimentelle tilgange, hvor der ved brug af elektroskoper blev afgivelsesprocesser målt i forhold til højden.

Millikan havde vanskelige dage i sine forskningsaktiviteter på kosmiske stråler. I denne forbindelse fremhæves hans energiske debatter om kosmiske strålingers art og oprindelse. Det kan konstateres, at hans fund var vigtige begivenheder i videnskabens verden i 1930'erne.

Design af eksperimenterne

I løbet af sin tid i Pasadena blev Millikan igen aktivt interesseret i kosmiske stråler. I sine eksperimenter brugte han elektroskoper og barometre, som han sendte ud i atmosfæren ved hjælp af lydende balloner.

Disse balloner nåede højder på op til 11,2 og 15,2 kilometer. Instrumentale værdier blev opsamlet ved opstigning og nedstigning, hvilket gjorde det muligt at bestemme stødværdien under proceduren.

Disse eksperimenter blev udført af Millikan i foråret 1922 med IS Bowen. Deres forskning viste, at kosmiske stråler er mere penetrerende end nogen anden kendt stråling.

Det er afgørende at indikere, at før Millikans undersøgelser blev kosmiske stråler kun undersøgt af meteorologer og specialister inden for radioaktivitet. Efter disse værker blev der åbnet et nyt felt for studier og forskning for datidens fysikere.

Præmier og sondringer

I 1923 modtog Millikan en meddelelse om, at han blev hædret med Nobelprisen i fysik for sin forskning på den fotoelektriske effekt og ladningen af ​​elektronet.

Millikan deltog i den tredje Solvay-kongres i Bruxelles i 1921, hvor emnet var kongres atomer og elektroner.

Han modtog Honoris Causa-doktorgrad fra 25 universiteter. Foruden Comstock Award, Edison-medaljen og Hughes-medaljen.

Referencer

1. Millikan, fysikeren, der kom for at se elektronet. Hentet den 28. december fra: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. Et biografisk memoir. Hentet den 28. december fra: nasonline.org
3. Reyes (1998). Nogle overvejelser om eksperimentets rolle i værkerne om kosmiske stråler fra begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Sagen om Robert Andrews Millikan. Hentet den 29. december fra: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Hentet den 28. december fra: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Præsentation af Nobelprisen til Robert A. Millikan. Hentet den 28. december fra: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Millikan-olie-drop-eksperiment. Hentet den 29. december fra: britannica.com