Introduction
Robert Millikan was devoted to teaching and stressed the importance of laboratory-based learning. Ele também teve muitas responsabilidades administrativas e de liderança no campo da ciência. As realizações de Millikan foram o design e afinação de experimentos que confirmaram as teorias científicas mais importantes de seu tempo, fornecendo as implicações para a teoria atômica.,Robert Andrews Millikan nasceu em 22 de Março de 1868 em Morrison, Illinois, o neto de pioneiros que haviam se reassentado da Nova Inglaterra. Ele era o segundo filho de seis filhos de Silas Franklin Millikan, uma ministra congregacionalista, e Mary Jane Andrews, ex-decana de mulheres no Olivet College, Michigan. Em 1872, a família mudou-se para outra pequena cidade, a de Maquoketa, Iowa. Millikan cresceu trabalhando na fazenda e frequentou a Maquoketa High School.,após um curto período como repórter do Tribunal, Millikan entrou no Oberlin College em Ohio (sua mãe”alma mater”) e se formou nos clássicos, mas foi persuadido por um conselheiro para adaptar seu fascínio pela matemática para ensinar física. He remained teaching elementary physics after graduating in 1891. Sua carreira científica começou a estudar Física na Universidade de Columbia em 1893 e seu primeiro doutorado em Física em 1895. Sua pesquisa de doutorado dizia respeito à polarização da luz incandescente.,em 1895, Millikan mudou-se para a Alemanha e estudou por um ano com Max Planck e Walther Nernst nas Universidades de Gottingen e Berlim, retornando aos Estados Unidos em 1896 para se juntar a A. Michelson na Universidade de Chicago.Millikan casou-se com Greta Erwin Blanchard em 1902 e sua família cresceu para incluir três filhos.Millikan tornou-se professor em 1910, estabelecendo um currículo e colaborando em muitos livros que enfatizavam a aprendizagem laboratorial em física introdutória nos níveis de ensino médio e universitário.,a experimentação contínua levou Millikan à sua primeira descoberta importante da carga elementar de eletricidade através do uso de seu elegante “método de queda”, medindo a carga constante e quanta de elétrons, a determinação direta da constante de Planck, a confirmação da teoria atômica da matéria, e experimentos em espectroscopia além dos níveis de radiação ultravioleta. Seguiu-se uma pesquisa importante sobre os fenómenos de radiação cósmica e ionização.,Millikan assumiu muitas responsabilidades administrativas e de liderança na ciência: com o Conselho Nacional de pesquisa organizado por George Hale durante a Primeira Guerra Mundial, a American Association for the Advancement of Science, e a American Physical Society. Ele representou os Estados Unidos na Liga das Nações e no Congresso Internacional de Física e foi um consultor para a indústria.,em 1921, persuadido por George Hale e Arthur Noyes, Millikan mudou-se de Chicago para o recém-criado Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena e a direção de seu laboratório de Física de Ponte normanda. Em Caltech, sua pesquisa centrou-se em” raios cósmicos”, um termo que ele inventou para descrever partículas de alta energia que atingem a atmosfera da Terra. Millikan permaneceu como o líder do Instituto, uma vez que ele cresceu para ser reconhecido mundialmente, finalmente se aposentou em 1945.
religião vs., Science
This eminent scientist with a clergyman father, an education in the Classics, and a career in science devoted much effort to reconciling his religious and scientific philosophies and wrote and lectured widely on this topic.Robert Millikan morreu em 19 de dezembro de 1953, em San Marino, Califórnia, poucas semanas após a morte de sua esposa.as realizações de Robert Millikan foram o design e afinação de experimentos que inequivocamente confirmaram as teorias científicas mais importantes de seu tempo, proporcionando as implicações para a teoria atômica.,
seu experimento de queda de óleo confirmou a existência do elétron e determinou com precisão sua carga. Seu experimento sobre o efeito fotoelétrico estabeleceu a natureza dupla onda / partícula da luz.
método de gota de óleo
Millikan ” s requisitos na concepção do seu elegante e engenhoso método de gota de óleo foram:
(1) a criação do menor corpo possível, completamente esférico, homogéneo. Este corpo deve ter uma massa constante na ausência de interferência da força gravitacional e das correntes de convecção.,
(2) a aplicação de um campo elétrico para colocar uma carga sobre a esfera, em seguida, mudar essa carga e medir a velocidade resultante da esfera.o aparelho que Millikan construiu admitiu uma queda de óleo (de um atomizador) numa atmosfera estável de comprimento fixo entre duas placas de metal que aplicavam um campo elétrico fixo à queda. Um interruptor no circuito permitiu que o campo fosse ligado e desligado.,a experimentação com o aparelho envolveu a variação dos parâmetros: a distância mensurável percorrida, o tamanho das placas e os métodos usados para mudar a carga elétrica da esfera.finalmente, o tamanho da gota de óleo era de um milésimo de milímetro de diâmetro, o centímetro de percurso para a gota de óleo foi obtido a partir de placas de 22 cm de diâmetro posicionadas 16 mm de distância, e a força da carga aplicada foi de cerca de 6.000 volts por cm. Cada um destes valores se mostrou ideal; variações arruinariam a experiência.,
a gama completa
entre as fontes utilizadas para alterar a carga da gota foram: bombardeio de raios alfa, beta ou Gama a partir do rádio, iluminação ultravioleta e irradiação de raios X-o gamute completo do espectro eletromagnético.
os fatos experimentais determinados foram: há uma carga sobre um elétron, há uma menor carga “unidade”, e a carga muda em quantidades discretas ou “quanta”.”
ao longo de anos de estudo adicional, o valor absoluto do elétron em unidades eletrostáticas absolutas foi obtido. Eles não têm dimensões, mas são simplesmente cargas pontuais de força elétrica.,
em seguida, os princípios da teoria atômica surgiram com observações de que a massa de elétrons positivamente carregados é 1.845 vezes a dos negativos, o número de positivos e negativos em um átomo pode ser medido, e os negativos são distribuídos através do núcleo do átomo e regiões externas.
Teoria das ondas
a teoria das ondas clássicas, publicada em 1600, descreveu a luz como radiação de onda eletromagnética movendo-se em movimento ondulante através do espaço a partir de fontes como o sol ou uma lâmpada.por volta de 1900, Philipp Lenard demonstrou uma exceção à teoria aceita., He showed that when ultraviolet light was shone on two metal plates set a short distance apart in a vacuum, electric current flowed through the circuit. A luz ultravioleta derrubou alguns elétrons de uma placa; eles voaram para a outra placa e completaram o circuito elétrico. A um nível de tensão aumentado, a corrente parou de fluir. Este fenômeno é conhecido como o efeito fotoelétrico.em 1905, Einstein propôs uma explicação para este efeito construído sobre o trabalho de Max Planck., Ele afirmou que a luz não é distribuído em ondas contínuas, mas viaja de um número finito de pontos de energia (quanta) que se movem sem se dividir e que podem ser absorvidos ou gerados somente no todo quantidades; o comportamento da luz foi mais como um fluxo de partículas de uma onda contínua. É uma partícula que fornece a energia para expulsar o elétron da placa de metal. Esta teoria encontrou resistência na comunidade científica e permaneceu a ser experimentalmente comprovada.,
efeito fotoelétrico
Einstein propôs a equação:
e = hf-P
para descrever a energia cinética máxima de cada elétron em fuga no efeito fotoelétrico. E é a energia “escape”, f é a frequência da luz incidente, P é a constante de Planck, e h é a “função de trabalho”, descrita por Robert Millikan como “o trabalho necessário para tirar o elétron do metal.”
Over a ten-year program of experimentation, Robert Millikan devised the apparatus to verify Einstein ” s theory., Dentro de uma lâmpada de vidro evacuada, uma placa de um metal alcalino, como lítio, sódio, ou potássio, foi montado em uma roda que passou por uma faca raspadora e, em seguida, para o caminho da luz monocromática em várias frequências. Millikan mediu a tensão necessária para evitar a corrente induzida. O gráfico de frequência de luz incidente versus voltagem era uma linha reta. A equação de Einstein foi verificada.apesar de seus resultados experimentais, Millikan levou algum tempo para ser completamente convencido da teoria de Einstein., A confirmação de experiências posteriores sobre o tema por outros cientistas eventualmente mudou de ideias. A teoria moderna da luz contém as propriedades da onda e as propriedades da partícula (fóton) da luz.