ROBERT ANDREWS MILLIKAN: ELÄMÄKERTA, ELEKTRONIN LASKENTA, MUUT TIEDOT - ELÄMÄKERRAT - 2026

Robert Andrews Millikan (1868-1953) oli tunnettu kokeellinen fyysikko sekä huomattava kouluttaja ja julkishahmo Yhdysvalloissa 1900-luvun ensimmäisinä vuosikymmeninä. Samoin hän teki lukuisia tutkimuksia ja löytöjä sähkön, optiikan ja molekyylifysiikan aloilla.

Millikan suuri saavutus oli kuitenkin elektronin varauksen laskeminen, jonka hän pystyi määrittämään öljypisarakokeessa nykyään tunnetun tekniikan avulla.

Robert A. Millikan Kalifornian teknillisessä instituutissa (Caltech) 1947. Lähde: Wikipedia

Tätä työtä pidetään nykyään ihanteellisena esimerkkinä tieteellisen menetelmän soveltamisesta. Millikanin menestys johtui tutkimuksensa lisäksi suurelta osin pitkästä kokemuksesta, joka on saatu pysyvyyden vuoksi luonnonilmiöiden tutkimisessa.

Elämäkerta

Henkilökohtainen elämä

Robert Millikan syntyi 22. maaliskuuta 1868 Morrisonissa, Illinoisissa, ja kuoli 19. joulukuuta 1953 San Marinossa, Kaliforniassa.

Kun hän oli viisi vuotta vanha, Millikan ja hänen perheensä muuttivat McGregoriin, Iowaan. Kaksi vuotta myöhemmin Millikans asettui Maquoketaan, missä Robert aloitti lukionsa. Yleisesti voidaan todeta, että perhekasvatus oli ratkaiseva hänen työelämässä.

Samoin hänen omistautumisensa ja intohimonsa työhön, joka oli aina hänen henkilökohtaisten toiveidensa ja toiveidensa yläpuolella, suuren henkisen rehellisyyden lisäksi, johtivat häntä menestymään tieteessä ja julkisessa elämässä.

Vuonna 1902 hän meni naimisiin Greta Blanchardin kanssa ja nautti heidän häämatkastaan ​​Euroopassa. Tämän liiton seurauksena syntyi kolme lasta: Clark, Glenn Allen ja Max Franklin.

Soveltavat opinnot

Vuonna 1886 hän aloitti opintonsa Oberlin Collegessa, missä hän opiskeli trigonometriaa, analyyttistä geometriaa ja kreikkaa. Hän valmistui vuonna 1891 ja sai fysiikan tohtorin tutkinnon Columbian yliopistosta vuonna 1895, jolloin hän suoritti ensimmäisen opinnot laitoksella, jossa hän opiskeli.

Tohtorin tutkinnon saatuaan Millikan matkusti Saksaan (1895-1896), missä hän opiskeli arvostetuissa yliopistoissa, kuten Göttingenissä ja Berliinissä.

Euroopassa ollessaan hän liittyi tärkeisiin tutkijoihin, kuten saksalaiseen fyysikkoon Roentgeniin (1845–1923), röntgenkuvien löytäjään tai ranskalaiseen becquereliin (1852–1903), joiden radioaktiivisuustutkimukset olivat ratkaisevia tiedemaailmassa.

Takaisin Amerikkaan

Vuonna 1910 Millikanille tarjottiin avustajatyötä Chicagon yliopiston Ryerson-laboratoriossa, joten hyväksymällä hän lopetti kiertueensa Euroopassa. Tässä laitoksessa hän työskenteli opettajana, pitäen tehtävää vuoteen 1921.

Chicagon yliopistossa Millikan työskenteli tutkijana ja kouluttajana, ja löysi joitain hänen suurista intohimoistaan ​​opetuksessa.

Vuonna 1921 hän lähti Chicagon yliopistosta tullakseen Nordean sillan fysiikan laboratorion johtajaksi, joka sijaitsee Kalifornian tekniikan instituutissa (Caltech) Pasadenassa.

Millikan opetti elämänsä aikana professoreita fysiikan eri osa-alueilla, oli Norman Bridge -instituutin fysiikan laboratorion rehtori ja Caltechin johtaja.

Millikan innostus koulutukseen

Millikan oli erinomainen opiskelija, jolla oli upea opetusmahdollisuus, joten kreikkalaisena opettanut professori toisen vuoden lopussa Oberlinissä pyysi häntä opettamaan perusfysiikan.

Hän valmistautui ahkerasti tähän tehtävään kesäloman aikana vuonna 1889. Millikan ratkaisi kaikki fysiikan oppikirjan ongelmat ja lähti sitten pois tieltään saadakseen opiskelijat työskentelemään ongelmien kanssa koko kurssivuoden.

Millikanille monien ongelmien ratkaiseminen oli paras menetelmä fysiikan opettamiseen. Tutkija puolusti tätä oppimisjärjestelmää koko elämänsä ajan, minkä vuoksi häntä pidetään myös suurena koulutuksen harrastajana.

Tämä motivaatio sai hänet yhteisymmärrykseen innovatiivisten tekstien sarjasta opetusmenetelmien suhteen. Millikanin kirjoittamiin kirjoihin sisältyy monia käsitteellisiä kysymyksiä sisältäviä ongelmia, mikä oli tuolloin erittäin uusi.

Millikan mainosasiamiehenä koulutuksessa

Koska hän oli päättänyt nostaa Caltechin mainetta, hänet pidettiin yhtenä koulutusalan suurimmista mainostajista. Tämä oli välttämätöntä instituutin muuttamiseksi arvostetuksi luonnontieteiden ja tekniikan opetuskeskukseksi.

Hän kuitenkin erottui voimakkaasti työtovereidensa kanssa politiikasta, filosofiasta ja uskonnosta. Lisäksi hänen hallintomenetelmänsä olivat epätavanomaisia, mutta hänen henkilökohtainen johtajuutensa oli välttämätöntä tilanteiden oikealle kululle.

Yhteenvetona voidaan todeta, että Millikanin vaikutus oli peruspilari fyysikkojen ja tutkijoiden kehittämisessä ja koulutuksessa Yhdysvalloissa.

Millikan tutkimukset: elektronivaraus ja muut vaikutukset

- Arvio elektronin varauksesta

Millikan aloitti elektronivaraustutkimuksensa vuonna 1907 fyysikon HA Wilsonin (1874-1964) mallin perusteella. Tutkimus läpäisi useita vaiheita.

Ensimmäinen vaihe koostui ilman ionisoimisesta pilvikammiossa ja sitten ionien kondensoimisesta pilvessä. Tällä tavalla hän havaitsi ja mittasi pilven pudotusta vain painovoiman vaikutuksesta.

Myöhemmin hän arvioi ionisoidun pilven putoamisen, mutta pystysuoran sähkövoiman vaikutuksesta, joka on päällekkäin painovoiman kanssa. Useiden prosessien jälkeen hän onnistui suunnittelemaan öljypisarakokeen, joka antoi hänelle mahdollisuuden laskea perustavanlaatuinen sähkövaraus ja sen massa.

Tämä saavutettiin laitteilla, jotka dispergoivat öljyn hyvin pieninä pisaroina. Ne putosivat aukon läpi, jossa heille altistettiin sähkökenttä.

Alkuperäinen öljypisaran laite. Suunnittelija Millikan. Lähde: Wikipedia.

Erityisiä linssejä käyttämällä pisara voitiin visualisoida, ja mittaamalla pudotuksen nopeutta, tutkija pystyi arvioimaan elektronin massan arvon. Koe toistettiin useita kertoja.

Tällä tavoin Millikan määritteli peruskuorman ja pystyi myös määrittämään sen arvon. Vuonna 1909 hän julkaisi artikkelin, jossa hän selitti tekniikkaa, jota hän käytti elektronin varauksen määrittämiseen.

- Valoenergiatyö

Hänen ensimmäiset valosähkötyöt ja -julkaisut tehtiin vuodesta 1907 hänen opiskelijansa G. Winchesterin kanssa. Tavoitteena oli selvittää, riippuivatko valosähkövirta ja rajoituspotentiaali säteilevän metallin lämpötilasta.

Näiden tutkimusten aikana Millikan oli käsiteltävä useita prosessivirheitä, kuten metallipintojen puhdistuksen merkitys ja kipinöiden käytön vaara lyhytaaltoisen valonlähteenä, koska kipinäpurkaukset voivat väärentää mitatut potentiaalit indusoimalla laitteen sähköiset värähtelyt.

- Äärimmäinen ultravioletti spektri

Millikan päätteli, että ultraviolettivalotutkimukset, joissa käytettiin metallielektrodien välisiä kuumia kipinöitä, olivat mahdollisia näiden kipinöiden potentiaalin tutkimuksen ansiosta.

Tämä havainto oli erittäin tärkeä tiedeyhteisölle, koska kaikki aikaisemmat pyrkimykset lyhyen ultraviolettispektrin suhteen olivat rajoittuneet sen äärimmäisellä absorptiokyvyllä.

Mutta kuuman kipinän ja koveran heijastusritilän käyttö ratkaisi ongelman, samoin kuin tyhjiöspektrografin sijoittaminen säteiden koko polulle.

Millikan ja Sawyer kuvasivat ensimmäiset tämän tyyppisellä tyhjiöspektrografilla saadut tulokset vuonna 1918.

- Kosmiset säteet

Kosmisen säteilyn tutkimus on peräisin 1900-luvun alkupuolelta. Ne olivat kokeellisia lähestymistapoja, joissa purkausprosessit mitattiin sähkökoskooppien avulla suhteessa korkeuteen.

Millikanilla oli vaikeita päiviä tutkiessaan kosmisia säteitä. Tässä suhteessa korostetaan hänen voimakasta keskustelua kosmisten säteiden luonteesta ja alkuperästä. Voidaan todeta, että hänen havainnot olivat tärkeitä tapahtumia tiedemaailmassa 1930-luvulla.

Kokeiden suunnittelu

Pasadena-aikanaan Millikan kiinnostui jälleen aktiivisesti kosmisista säteistä. Kokeiluissaan hän käytti sähkökoskooppeja ja ilmapuntarit, jotka hän lähetti ilmakehään kuulostavien ilmapallojen avulla.

Nämä ilmapallot saavuttivat korkeuden jopa 11,2 ja 15,2 kilometriä. Instrumentaaliset arvot kerättiin noustessa ja laskeutuessa, mikä mahdollisti iskun arvon määrittämisen toimenpiteen aikana.

Millikan teki nämä kokeet keväällä 1922 IS Bowenin kanssa. Heidän tutkimuksensa osoitti, että kosmiset säteet tunkeutuvat enemmän kuin mikään muu tunnettu säteily.

On ratkaisevaa osoittaa, että ennen Millikanin tutkimuksia vain meteorologit ja radioaktiivisuuden asiantuntijat tutkivat kosmisia säteitä. Näiden töiden jälkeen avattiin uusi tutkimus- ja tutkimuskenttä tuollaisille fyysikoille.

Palkinnot ja tunnustukset

Vuonna 1923 Millikan sai tiedonannon, jossa hän ilmoitti saaneensa Nobelin fysiikan palkinnon valosähköisten vaikutusten ja elektronin varauksen tutkimuksesta.

Millikan osallistui kolmanteen Solvay-kongressiin Brysselissä vuonna 1921. Kongressin aihe oli atomit ja elektronit.

Hän sai Honoris Causan tohtorin tutkinnon 25 yliopistosta. Comstock-palkinnon lisäksi Edison-mitali ja Hughes-mitali.

Viitteet

1. Millikan, fyysikko, joka tuli tapaamaan elektronia. Haettu 28. joulukuuta osoitteesta: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. Biografinen muistelma. Haettu 28. joulukuuta osoitteesta: nasonline.org
3. Reyes (1998). Joitakin huomioita kokeen roolista 1900-luvun alun kosmisia säteitä koskevissa teoksissa. Robert Andrews Millikanin tapaus. Haettu 29. joulukuuta osoitteesta: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Haettu 28. joulukuuta osoitteesta science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Nobel-palkinnon myöntäminen Robert A. Millikanille. Haettu 28. joulukuuta osoitteesta science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Millikanin öljypisarakoe. Haettu 29. joulukuuta osoitteesta: britannica.com