introduktion
Robert Millikan ägnades åt undervisning och betonade vikten av laboratoriebaserat lärande. Han hade också många administrativa och ledarskapsansvar inom vetenskapsområdet. Millikan ’ s prestationer var design och finjustering av experiment som bekräftade de viktigaste vetenskapliga teorierna i hans tid, vilket gav konsekvenserna för atomteori.,
liten stad
Robert Andrews Millikan föddes den 22 mars 1868 i Morrison, Illinois, sonson till pionjärer som hade vidarebosatt från New England. Han var den andra sonen till sex barn födda till Silas Franklin Millikan, en Församlingsminister, och Mary Jane Andrews, tidigare dekanus för kvinnor på Olivet College, Michigan. År 1872 flyttade familjen till en annan liten stad, Maquoketa, Iowa. Millikan växte upp och arbetade på gården och deltog i Maquoketa High School.,
vetenskaplig karriär
Efter en kort stint som domstolsreporter gick Millikan in i Oberlin College i Ohio (hans mor alma mater) och deltog i klassikerna, men övertalades av en rådgivare för att anpassa sin fascination med matematik till att undervisa fysik. Han fortsatte att undervisa i elementär fysik efter examen 1891. Hans vetenskapliga karriär fortsatte till ett stipendium i fysik vid Columbia University 1893 och hans första doktorsexamen i fysik 1895. Hans doktorandforskning gällde polariseringen av glödande ljus.,år 1895 flyttade Millikan till Tyskland och studerade i ett år med Max Planck och Walther Nernst vid universiteten i Gottingen och Berlin, och återvände till USA 1896 för att ansluta sig till A. A. Michelson vid University of Chicago.
Millikan gifte sig med Greta Erwin Blanchard 1902, och deras familj växte till att omfatta tre söner.
ägnas åt undervisning, blev Millikan professor i 1910, upprätta en läroplan och samarbeta på många läroböcker som betonade laboratoriebaserat lärande i inledande fysik på gymnasiet och högskolenivå.,
viktig upptäckt
fortsatt experiment ledde Millikan till sin första viktiga upptäckt av den elementära laddningen av el genom användning av hans eleganta ”fallande droppmetod”, mätning av konstant laddning och kvanta av elektroner, direkt bestämning av Plancks konstant, bekräftelse av atomteorin om Materia och experiment i spektroskopi bortom ultravioletta strålningsnivåer. Viktig forskning inom kosmisk strålning och joniseringsfenomen följde.,
Ansvar
Millikan tog många administrativa och ledaransvar i science: med National Research Council arrangeras av George Hale under andra Världskriget, American Association for the Advancement of Science och American Physical Society. Han representerade USA vid Nationernas Förbund och den internationella kongressen för fysik och var konsult till industrin.,
Caltech
1921, övertalade George Hale och Arthur Noyes, Millikan flyttade från Chicago till den nyinrättade California Institute of Technology i Pasadena och Chef för dess Norman Bridge Physics Laboratory. På Caltech var hans forskning inriktad på ”kosmiska strålar”, en term han uppfann för att beskriva hög energipartiklar som träffar jordens atmosfär. Millikan förblev institutets ledare när den växte till att bli världsberömd, slutligen pensionerad 1945.
Religion vs., Vetenskap
denna framstående vetenskapsman med en präst far, en utbildning i klassikerna, och en karriär inom vetenskap ägnade mycket ansträngning för att förena sina religiösa och vetenskapliga filosofier och skrev och föreläste i stor utsträckning om detta ämne.
Robert Millikan dog den 19 December 1953, i San Marino, Kalifornien, inom några veckor efter sin frus död.
viktiga teorier
Robert Millikan”s prestationer var design och finjustering av experiment som otvetydigt bekräftade de viktigaste vetenskapliga teorierna i hans tid, vilket gav konsekvenserna för atomteori.,
hans oljedroppsexperiment bekräftade elektronens existens och bestämde noggrant sin laddning. Hans experiment på den fotoelektriska effekten fastställde ljusets våg / partikel dubbla natur.
Oljedroppsmetod
Millikan ’ s krav vid utformningen av sin eleganta och geniala oljedroppsmetod var:
(1) skapandet av den minsta möjliga, helt sfäriska, homogena kroppen. Denna kropp måste ha en konstant massa i avsaknad av störande gravitationskraft och konvektionsströmmar.,
(2) tillämpningen av ett elektriskt fält för att sätta en laddning på sfären, sedan ändra denna laddning och mäta sfärens resulterande hastighet.
apparaten Millikan built medgav en oljedroppe (från en sprejflaska) till en stabil atmosfär av fast längd mellan två metallplattor som applicerade ett fast elektriskt fält på droppen. En strömbrytare i kretsen gjorde det möjligt för fältet att slås på och av.,
experiment med apparaten involverade varierande parametrar: det mätbara avståndet droppen reste, storleken på plattorna och de metoder som används för att ändra sfärens elektriska laddning.
slutligen var oljedroppens storlek en tusendel av en millimeter i diameter, centimeter av resväg för oljedroppen erhölls från 22 cm diameter plattor placerade 16 mm från varandra, och styrkan hos den applicerade laddningen var ca 6 000 volt per cm. Var och en av dessa värden visade sig vara optimal; variationer skulle förstöra experimentet.,
hela skalan
bland de källor som används för att ändra dropens laddning var: alfa, beta eller gammastrålbombardement från radium, ultraviolett belysning och röntgenbestrålning-hela spektrumet av det elektromagnetiska spektrumet.
de experimentella fakta som bestämdes var: det finns en laddning på en elektron, det finns en minsta ”enhet” laddning och laddningen ändras i diskreta mängder eller ”quanta.”
under år av ytterligare studie erhölls elektronens absoluta värde i absoluta elektrostatiska enheter. De har inga dimensioner men är helt enkelt punktladdningar av elektrisk kraft.,
därefter uppstod principerna för atomteori med observationer att massan av positivt laddade elektroner är 1,845 gånger den för negativ, antalet positiva och negativa i en atom kan mätas och negativen fördelas genom atomens kärna och yttre regioner.
vågteori
den klassiska vågteorin, publicerad på 1600-talet, beskrev ljus som elektromagnetisk vågstrålning som rör sig i böljande rörelse genom rymden från källor som solen eller en glödlampa.
omkring 1900 visade Philipp Lenard ett undantag från den accepterade teorin., Han visade att när ultraviolett ljus lyste på två metallplattor satt en kort sträcka i ett vakuum, strömmade elektrisk ström genom kretsen. Det ultravioletta ljuset knackade några elektroner från en platta; de flög till den andra plattan och avslutade den elektriska kretsen. Vid en viss ökad spänningsnivå slutade strömmen att strömma. Detta fenomen är känt som den fotoelektriska effekten.
1905 föreslog Einstein en förklaring till denna effekt byggd på Max Plancks arbete., Han uppgav att ljuset inte distribueras i kontinuerliga vågor, men färdas som av ett begränsat antal punkter av energi (quanta) som rör sig utan att dela och kan absorberas eller genereras endast i hela mängder; ljusets beteende var mer som en ström av partiklar än en kontinuerlig våg. Det är en partikel som levererar energi för att utvisa elektronen från metallplattan. Denna teori mötte motstånd i det vetenskapliga samfundet och förblev experimentellt bevisad.,
fotoelektrisk effekt
Einstein föreslog ekvationen:
e = hf-p
för att beskriva den maximala kinetiska energin hos varje utströmmande elektron i den fotoelektriska effekten. E är” escape ”energi, f är frekvensen av infallande ljus, P är Planck” s konstant, och h är ”arbetsfunktionen”, som beskrivs av Robert Millikan som ”det arbete som krävs för att få elektronen ur metallen.”
Under ett tioårigt experimenteringsprogram utarbetade Robert Millikan apparaten för att verifiera Einsteins teori., Inuti en evakuerad glaskolv, en platta av en alkalimetall, såsom litium, natrium eller kalium, monterades på ett hjul som rörde sig förbi en skrapa kniv och sedan in i vägen för monokromatiskt ljus vid olika frekvenser. Millikan mätte den spänning som krävs för att förhindra den inducerade strömmen. Grafen av infallande ljusfrekvens kontra spänning var en rak linje. Einsteins ekvation verifierades.
trots hans experimentella resultat tog Millikan lite tid att vara helt övertygad om Einsteins teori., Bekräftelse från senare experiment på ämnet av andra forskare ändrade sig så småningom. Den moderna teorin om ljus innehåller både vågens egenskaper och ljusets partikel (foton) egenskaper.