РОБЪРТ ANDREWS MILLIKAN: БИОГРАФИЯ, ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА ЕЛЕКТРОНА, ДРУГИ ПРИНОСИ - БИОГРАФИИ - 2025

Робърт Андрюс Миликан (1868-1953) е известен експериментален физик, както и знатен педагог и общественик в САЩ през първите десетилетия на 20 век. По същия начин той направи множество приноси и открития в областта на електричеството, оптиката и молекулярната физика.

Голямото постижение на Миликан обаче е изчисляването на електронния заряд, което той успя да определи благодарение на това, което сега е известно като експеримент с капка масло.

Робърт А. Миликан от Калифорнийския технологичен институт (Калтех) 1947. Източник: Wikipedia commons

Днес тази работа се счита за идеален пример за приложението на научния метод. Въпреки това, извън неговите изследвания, успехът на Миликан се дължи до голяма степен на дългия опит, придобит в резултат на постоянство в изучаването на природните явления.

биография

Личен живот

Робърт Миликан е роден на 22 март 1868 г. в Морисън, Илинойс, и умира на 19 декември 1953 г. в Сан Марино, Калифорния.

Когато е на пет години, Миликан и семейството му се преместват в Макгрегър, Айова.Две години по-късно, миликаните се установяват в Макукета, където Робърт започва следването си в гимназията. Като цяло може да се установи, че семейното образование е било решаващо в професионалния му живот.

По същия начин неговата преданост и страст към работата му, която винаги е била над личните му желания и стремежи, в допълнение към голямата му интелектуална честност, го е довела до постигане на успех в науката и обществения живот.

През 1902 г. се жени за Грета Бланшард и се радва на медения им месец в Европа. В резултат на този съюз се родиха три деца: Кларк, Глен Алън и Макс Франклин.

Приложни изследвания

През 1886 г. започва обучението си в Оберлинския колеж, където научава тригонометрия, аналитична геометрия и гръцки език. Завършва през 1891 г. и получава докторска степен по физика в Колумбийския университет през 1895 г., като първият го прави в катедрата, където учи.

След като получава докторска степен, Миликан пътува до Германия (1895-1896 г.), където учи в престижни университети като Гьотинген и Берлин.

По време на времето си в Европа той се свързва с важни изследователи като немския физик Рентген (1845-1923), откривател на рентгенови лъчи или френския Бекерел (1852-1903), чиито изследвания за радиоактивността са били решаващи в научния свят.

Обратно към Америка

През 1910 г. Миликан е предложена работа като асистент в лабораторията на Райърсън в Чикагския университет, така че като го приеме, той прекратява обиколката си из Европа. В тази институция той работи като учител, заемайки длъжността до 1921 година.

В Чикагския университет Миликан се зае като изследовател и преподавател, откривайки някои от големите си страсти в преподаването.

През 1921 г. той напуска Чикагския университет, за да стане директор на лабораторията по физика на Норман мост, намираща се в Калифорнийския технологичен институт (Калтех) в Пасадена.

През живота си Миликан преподава професори в различни области на физиката, беше ректор на лабораторията по физика в Нормандския мостов институт и директор на Калтех.

Ентусиазмът на Миликан към образованието

Миликан беше отличен ученик с велики преподавателски умения, затова в края на втората си година в Оберлин професорът, който го преподава гръцки, го помоли да преподава елементарна физика.

Той се подготви усилено за тази задача през лятната ваканция на 1889 г. Миликан реши всички проблеми в учебника по физика, след което излезе от пътя си, за да накара студентите да работят по проблемите през цялата учебна година.

За Миликан актът за решаване на много проблеми беше най-добрата методика за преподаване на физика. Тази учебна система се е защитавала от учения през целия му живот, поради което той също се смята за голям ентусиаст на образованието.

Тази мотивация го накара да бъде съавтор на поредица иновативни текстове по отношение на методиката на преподаване. Книгите, написани от Миликан, включваха много проблеми, включващи концептуални въпроси, което беше много ново за онова време.

Миликан като рекламен агент в образованието

Поради решимостта си да повиши репутацията на Caltech, Миликан беше оценен като един от големите агенти за публичност в областта на образованието. Това беше необходимо, за да се превърне Институтът във високо престижен център за преподаване на природни науки и инженерство.

Въпреки това той се различаваше силно с колегите си по въпроси на политиката, философията и религията. Освен това административните му методи са били нетрадиционни, но личното му ръководство е било от съществено значение за ситуациите да поемат правилния курс.

В заключение може да се каже, че влиянието на Миликан беше основен стълб в развитието и обучението на физици и изследователи в Съединените щати.

Разследванията на Миликан: заряд на електроните и други приноси

- Оценка на електронния заряд

Миликан започва проучванията си върху заряда на електрон през 1907 г. по модела на физика Х. А. Уилсън (1874-1964). Разследването премина през няколко етапа.

Първата фаза се състоеше в йонизиране на въздуха в облачна камера и след това кондензиране на йони в облак. По този начин той наблюдава и измерва падането на облака само под действието на гравитацията.

По-късно той оцени падането на йонизиран облак, но под въздействието на вертикална електрическа сила, която се наслагва върху гравитацията. След няколко процеса той успява да проектира експеримента с капки масло, който му позволява да изчисли основния електрически заряд и неговата маса.

Това е постигнато с оборудване, което разпръсква масло в много малки капки. Те паднаха през дупка, където бяха подложени на електрическото поле.

Оригинален апарат на капката масло. Проектиран от Миликан. Източник: Wikipedia commons.

Чрез използването на специални лещи може да се визуализира капка и чрез измерване на скоростта на падането ученият успя да оцени стойността на масата на електрона. Експериментът се повтаря няколко пъти.

По този начин Миликан определи основния товар и също успя да установи стойността му. През 1909 г. той публикува статията, в която обяснява техниката, която използва за определяне на заряда на електрона.

- Работата във фотоелектриката

Първите му творби и публикации за фотоелектриката са извършени от 1907 г. с неговия ученик Г. Уинчестър. Целта беше да се проучи дали фотоелектрическият ток и ограничаващият потенциал зависят от температурата на излъчващия метал.

По време на тези разследвания, Millikan трябваше да се справи с редица грешки в процеса, като важността на почистването на металните повърхности и опасността от използване на искри като източник на светлина на къса вълна, тъй като искровите разряди могат да фалшифицират измерените потенциали чрез индуциране електрически колебания в устройството.

- Екстремният ултравиолетов спектър

Миликан заключи, че са възможни изследвания на ултравиолетова светлина с помощта на горещи искри, произведени между метални електроди, благодарение на изследванията му за потенциала на тези искри.

Това откритие беше много важно за научната общност, тъй като всички предишни усилия за късия ултравиолетов спектър бяха ограничени от неговата изключителна абсорбционна способност.

Но използването на гореща искра и вдлъбнато отражение на решетката реши проблема, както и поставянето на вакуумен спектрограф по целия път на лъчите.

Първите резултати, получени с вакуумен спектрограф от този тип, са описани от Миликан и Сойер през 1918 г.

- Космически лъчи

Проучването на космическите лъчи датира от началото на 20 век. Те са експериментални подходи, при които с помощта на електроскопи се измерват процесите на разреждане спрямо височината.

Миликан имаше трудни дни в своите изследователски дейности в областта на космическите лъчи. В тази връзка се подчертават неговите енергични дебати за същността и произхода на космическите лъчи. Може да се установи, че неговите открития са били важни събития в света на науката през 30-те години.

Дизайн на експериментите

По време на времето си в Пасадена Миликан отново започна активно да се интересува от космическите лъчи. В своите експерименти той използва електроскопи и барометри, които изпраща в атмосферата с помощта на звукови балони.

Тези балони достигнаха височини до 11,2 и 15,2 километра. Инструменталните стойности бяха събрани при изкачване и спускане, което дава възможност да се определи стойността на шока по време на процедурата.

Тези експерименти са проведени от Миликан през пролетта на 1922 г. с И.С. Боуен. Техните изследвания показват, че космическите лъчи са по-проникващи от всички други известни лъчения.

От решаващо значение е да се посочи, че преди разследванията на Миликан космическите лъчи са били изучавани само от метеоролози и специалисти по радиоактивност. След тези работи беше открито ново поле за изучаване и изследване за тогавашните физици.

Награди и отличия

През 1923 г. Миликан получава съобщение, в което съобщава, че е удостоен с Нобеловата награда по физика за своите изследвания върху фотоелектричния ефект и заряда на електрона.

Миликан присъства на Третия конгрес на Солвей в Брюксел през 1921 г., като темата на конгреса са атоми и електрони.

Той е получил докторат „Хонорис Кауза“ от двадесет и пет университета. В допълнение към наградата Comstock, медал „Едисон“ и медал „Хюз“.

Препратки

1. Миликан, физикът, който дойде да види електрона. Получено на 28 декември от: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Робърт Андрюс Миликан 1868-1953. Биографичен мемоар. Получено на 28 декември от: nasonline.org
3. Рейес (1998). Някои съображения относно ролята на експеримента в творбите върху космическите лъчи от началото на XX век. Случаят с Робърт Андрюс Миликан. Получено на 29 декември от: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Робърт Андрюс Миликан: 1868-1953. Получено на 28 декември от: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Връчване на Нобеловата награда на Робърт А. Миликан. Получено на 28 декември от: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Експеримент с капки масло Millikan. Получено на 29 декември от: britannica.com