РОБЕРТ ЕНДРЮС МІЛІКАН: БІОГРАФІЯ, ОБЧИСЛЕННЯ ЕЛЕКТРОНА, ІНШІ ВНЕСКИ - БІОГРАФІЇ - 2025

Роберт Ендрюс Міллікан (1868-1953) був відомим експериментальним фізиком, а також помітним педагогом та громадським діячем у США протягом перших десятиліть XX століття. Так само він зробив численні внески та відкриття у галузі електрики, оптики та молекулярної фізики.

Однак великим досягненням Міллікана було обчислення заряду електронів, який він зміг визначити завдяки тому, що зараз відомий як експеримент з краплею нафти.

Роберт А. Мілікан з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) 1947 р. Джерело: Вікіпедія

Сьогодні ця робота вважається ідеальним прикладом застосування наукового методу. Однак поза його дослідженнями успіх Міллікана багато в чому пояснювався довгим досвідом, набутим внаслідок наполегливості у вивченні природних явищ.

Біографія

Особисте життя

Роберт Мілікан народився 22 березня 1868 року в Моррісоні, штат Іллінойс, а помер 19 грудня 1953 року в Сан-Марино, Каліфорнія.

Коли йому було п’ять років, Міллікан із сім'єю переїхали до Макгрегора, штат Айова, а через два роки мілліканці оселилися в Макукетке, де Роберт розпочав навчання у середній школі. Загалом можна встановити, що сімейне виховання було визначальним у його професійному житті.

Так само його відданість та пристрасть до своєї праці, яка завжди була вище його особистих бажань та прагнень, крім великої інтелектуальної чесності, привели його до досягнення успіху в науці та суспільному житті.

У 1902 році він одружився з Гретою Бланшард і насолоджувався їх медовим місяцем у Європі. В результаті цього союзу народилося троє дітей: Кларк, Гленн Аллен та Макс Франклін.

Прикладні дослідження

У 1886 році він розпочав навчання в Оберлінському коледжі, де вивчив тригонометрію, аналітичну геометрію та грецьку мову. Він закінчив у 1891 р. І отримав докторську ступінь фізики в Колумбійському університеті в 1895 р., Першим зробив це на кафедрі, де навчався.

Отримавши докторську ступінь, Міллікан виїхав до Німеччини (1895-1896), де навчався в престижних університетах, таких як Геттінген та Берлін.

Під час свого перебування в Європі він пов’язаний з такими важливими дослідниками, як німецький фізик Рентген (1845-1923), відкривач рентгенівських променів або французький Беккерель (1852-1903), дослідження якого про радіоактивність були визначальними у науковому світі.

Назад до Америки

У 1910 році Мілікану запропонували роботу помічником в лабораторії Рієрсона в Чиказькому університеті, тож прийнявши його, він закінчив свою подорож Європою. У цьому закладі він працював учителем, обіймаючи посаду до 1921 року.

У Чиказькому університеті Міллікан працював як дослідник та педагог, відкриваючи деякі свої великі пристрасті у викладанні.

У 1921 році він залишив Чиказький університет, щоб стати директором лабораторії фізики мостів Норман, розташованої в Каліфорнійському технологічному інституті (Caltech) в Пасадені.

Протягом свого життя Міллікан викладав професори в різних областях фізики, був ректором фізичної лабораторії в Нормандському мостовому інституті та директором Caltech.

Ентузіязм Мілікана щодо освіти

Мілілікан був відмінником із чудовим навчальним закладом, тому наприкінці другого курсу в Оберліні професор, який викладав його грецькою, попросив його викладати елементарну фізику.

Він наполегливо підготувався до цього завдання під час літніх канікул 1889 р. Мілілікан вирішив усі проблеми в підручнику з фізики, а потім пішов із шляху, щоб студенти працювали над проблемами протягом курсу курсу.

Для Мілілікана акт вирішення багатьох проблем був найкращою методикою викладання фізики. Цю систему навчання вчений захищав у всьому своєму житті, саме тому його також вважають великим ентузіастом освіти.

Ця мотивація змусила його бути співавтором низки інноваційних текстів з точки зору методики викладання. Книги, написані Мілліканом, включали багато проблем, що включають концептуальні питання, що було дуже новим для того часу.

Мілікан як рекламний агент в освіті

Завдяки своєму рішучості підняти репутацію Caltech Міллікан був оцінений одним із великих агентів реклами в галузі освіти. Це було необхідне для перетворення інституту у надзвичайно престижний центр викладання природничих наук та техніки.

Однак він сильно відрізнявся зі своїми колегами з питань політики, філософії та релігії. Крім того, його адміністративні методи були нетрадиційними, але його особисте керівництво було важливим для ситуацій, щоб пройти правильний курс.

На закінчення можна констатувати, що вплив Мілікана був фундаментальним стовпом у розвитку та підготовці фізиків та дослідників у Сполучених Штатах.

Розслідування Мілікана: заряд електронів та інші внески

- Оцінка заряду електронів

Мілілікан розпочав дослідження з заряду електронів у 1907 році за моделлю фізика Х. А. Вілсона (1874-1964). Розслідування пройшло через кілька етапів.

Перша фаза полягала в іонізуванні повітря в хмарній камері, а потім конденсації іонів у хмарі. Таким чином він спостерігав і вимірював падіння хмари лише під дією сили тяжіння.

Пізніше він оцінив падіння іонізованої хмари, але під впливом вертикальної електричної сили, яка накладається на гравітацію. Після декількох процесів йому вдалося розробити експеримент з краплею масла, який дозволив йому розрахувати основний електричний заряд та його масу.

Це було досягнуто за допомогою обладнання, яке розкидало олію дуже маленькими краплями. Вони потрапили через отвір, де їх зазнали електричного поля.

Оригінальний апарат краплі масла. Розроблений Millikan. Джерело: Вікіпедія.

За допомогою спеціальних лінз краплину можна було візуалізувати і, вимірюючи швидкість падіння, вчений зміг оцінити значення електронної маси. Експеримент повторювали кілька разів.

Таким чином Міллікан визначив основне навантаження і також зумів встановити його значення. У 1909 р. Він опублікував статтю, де пояснив техніку, яку використовував для визначення заряду електрона.

- Робота з фотоелектрики

Перші його роботи та публікації з фотоелектрики були здійснені з 1907 р. Разом зі студентом Г. Вінчестером. Метою було дослідити, чи залежать фотоелектричний струм та граничний потенціал від температури металу, що випромінює.

Під час цих досліджень Millikan довелося зіткнутися з низкою технологічних помилок, таких як важливість очищення металевих поверхонь та небезпека використання іскор як короткохвильового джерела світла, оскільки іскрові розряди можуть фальсифікувати вимірювані потенціали шляхом індукування електричні коливання в пристрої.

- Крайній ультрафіолетовий спектр

Мілілік зробив висновок, що дослідження ультрафіолетового світла з використанням гарячих іскор, що утворюються між металевими електродами, можливі завдяки його дослідженню потенціалу цих іскр.

Цей висновок був дуже важливим для наукової спільноти, оскільки всі попередні зусилля щодо короткого ультрафіолетового спектру були обмежені його надзвичайною здатністю до поглинання.

Але використання гарячої іскри та увігнутої рефлекторної решітки вирішили проблему, а також розміщення вакуумного спектрографа по всьому шляху проміння.

Перші результати, отримані за допомогою вакуумного спектрографа цього типу, були описані Мілліканом та Сойєром у 1918 році.

- Космічні промені

Вивчення космічних променів бере свій початок на початку 20 століття. Це були експериментальні підходи, де за допомогою електроскопів вимірювали процеси розряду відносно висоти.

У Мілілікана були важкі дні в його дослідницькій діяльності щодо космічних променів. У зв'язку з цим висвітлюються його бурхливі дискусії щодо природи та походження космічних променів. Можна встановити, що його висновки були важливими подіями у світі науки у 1930-х роках.

Розробка експериментів

За час свого перебування в Пасадені Мілікан знову активно зацікавився космічними променями. У своїх експериментах він використовував електроскопи та барометри, які він посилав в атмосферу за допомогою звукових кульок.

Ці кулі досягали висоти до 11,2 та 15,2 кілометра. Інструментальні значення збирали на підйомі та спуску, що дозволяло визначити значення удару під час процедури.

Ці експерименти Міллікан проводив навесні 1922 р. З І. С. Боуен. Їх дослідження показали, що космічні промені проникають більше, ніж будь-яке інше відоме випромінювання.

Вирішально вказати, що до досліджень Міллікана космічні промені вивчали лише метеорологи та спеціалісти радіоактивності. Після цих робіт для фізиків того часу було відкрито нове поле дослідження та досліджень.

Нагороди та відзнаки

У 1923 році Міллікан отримав повідомлення, в якому оголосив, що його удостоювали Нобелівської премії з фізики за дослідження фотоелектричного ефекту та заряду електрона.

Міллікан брав участь у Третьому сольвійському конгресі в Брюсселі в 1921 році, темою конгресу були атоми та електрони.

Він отримав докторський ступінь "Хоноріс Кауза" у двадцяти п’яти університетах. Окрім нагороди "Комсток", медаль "Едісон" та медаль "Х'юз".

Список літератури

1. Мілікан, фізик, який прийшов побачити електрон. Отримано 28 грудня з сайту: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Епштейн, Пенсільванія Роберт Ендрюс Міллікан 1868-1953. Біографічний спогад. Отримано 28 грудня з: nasonline.org
3. Рейєс (1998). Деякі міркування щодо ролі експерименту у творах про космічні промені початку 20 століття. Справа Роберта Ендрю Міллікана. Отримано 29 грудня з: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Роберт Ендрюс Мілікан: 1868-1953. Отримано 28 грудня від: science.sciencemag.org
5. Гульстранд А. (1924). Вручення Нобелівської премії Роберту А. Мілікану. Отримано 28 грудня від: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Експеримент з краплинами масла Millikan. Отримано 29 грудня з: britannica.com