ROBERT ANDREWS MILLIKAN: BIOGRAFI, BEREGNING AV ELEKTRON, ANDRE BIDRAG - BIOGRAFIER - 2025

Robert Andrews Millikan (1868-1953) var en kjent eksperimentell fysiker, i tillegg til en kjent pedagog og offentlig skikkelse i USA i løpet av de første tiårene av 1900-tallet. På samme måte ga han utallige bidrag og funn innen elektrisitet, optikk og molekylær fysikk.

Millikans store prestasjon var imidlertid beregningen av elektronladningen, som han var i stand til å bestemme takket være det som nå er kjent som oljedråpeeksperimentet.

Robert A. Millikan ved California Institute of Technology (Caltech) 1947. Kilde: Wikipedia commons

I dag regnes dette arbeidet som et ideelt eksempel på anvendelsen av den vitenskapelige metoden. Utover forskningen skyldtes Millikans suksess imidlertid i stor grad den lange erfaringen som ble tilegnet som et resultat av utholdenhet i studiet av naturfenomener.

Biografi

Personlige liv

Robert Millikan ble født 22. mars 1868 i Morrison, Illinois, og døde 19. desember 1953 i San Marino, California.

Da han var fem år flyttet Millikan og familien til McGregor, Iowa, og to år senere bosatte Millikans seg i Maquoketa, hvor Robert begynte på videregående studier. Generelt kan det slås fast at familieopplæring var avgjørende i hans yrkesliv.

På samme måte førte hans hengivenhet og lidenskap for sitt arbeid, som alltid var over hans personlige ønsker og ambisjoner, i tillegg til hans store intellektuelle ærlighet, ham til å oppnå suksess i vitenskap og offentlig liv.

I 1902 giftet han seg med Greta Blanchard og nøt bryllupsreisen deres i Europa. Som et resultat av denne foreningen ble tre barn født: Clark, Glenn Allen og Max Franklin.

Anvendte studier

I 1886 begynte han studiene ved Oberlin College, hvor han lærte trigonometri, analytisk geometri og gresk. Han ble uteksaminert i 1891 og fikk sin doktorgrad i fysikk fra Columbia University i 1895, og var den første som gjorde det på avdelingen der han studerte.

Etter å ha fått sin doktorgrad reiste Millikan til Tyskland (1895-1896), der han studerte ved prestisjetunge universiteter som Göttingen og Berlin.

I løpet av sin tid i Europa var han relatert til viktige forskere som den tyske fysikeren Roentgen (1845-1923), oppdager av røntgenstråler eller den franske Becquerel (1852-1903), hvis studier av radioaktivitet var avgjørende i den vitenskapelige verden.

Tilbake til Amerika

I 1910 ble Millikan tilbudt en jobb som assistent ved Ryerson Laboratory ved University of Chicago, så ved å akseptere det avsluttet han sin turné i Europa. På denne institusjonen jobbet han som lærer og hadde stillingen til 1921.

Ved University of Chicago slet Millikan seg som forsker og pedagog og oppdaget noen av de store lidenskapene hans i undervisningen.

I 1921 forlot han University of Chicago for å bli direktør for Norman Bridge Physics Laboratory, som ligger ved California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena.

I løpet av sitt liv underviste Millikan professorater i forskjellige fysikkområder, var rektor for fysikklaboratoriet ved Norman Bridge Institute og direktør for Caltech.

Millikans entusiasme for utdanning

Millikan var en utmerket student med et flott fasiliteter for undervisning, så på slutten av sitt andre år på Oberlin ba professoren som lærte ham gresk ham om å undervise i elementær fysikk.

Han forberedte seg hardt på dette oppdraget i sommerferien 1889. Millikan løste alle problemene i fysikkens lærebok, og gikk deretter ut av hans måte å få studentene til å jobbe med problemene gjennom hele kursåret.

For Millikan var løsningen på mange problemer den beste metodikken for å undervise i fysikk. Dette læringssystemet ble forsvart av forskeren hele livet, og det er grunnen til at han også regnes som en stor entusiast for utdanning.

Denne motivasjonen førte til at han var medforfatter av en serie innovative tekster når det gjelder undervisningsmetodikk. Bøkene skrevet av Millikan inkluderte mange problemer med å innlemme konseptuelle spørsmål, noe som var veldig roman for tiden.

Millikan som reklameagent i utdanning

På grunn av sin vilje til å heve Caltech sitt rykte, ble Millikan vurdert til en av de store reklameagentene innen utdanning. Dette var nødvendig for å gjøre instituttet om til et meget prestisjefylt senter for undervisning i naturvitenskap og ingeniørfag.

Han skilte seg imidlertid sterkt ut med kollegene om politikk, filosofi og religion. Videre var hans administrative metoder utradisjonelle, men hans personlige ledelse var avgjørende for at situasjoner kunne ta riktig kurs.

Avslutningsvis kan det sies at påvirkningen fra Millikan var en grunnleggende pilar i utviklingen og opplæringen av fysikere og forskere i USA.

Millikans undersøkelser: elektronladning og andre bidrag

- Estimering av elektronladning

Millikan begynte sine studier på elektronladning i 1907, basert på modellen til fysikeren HA Wilson (1874-1964). Etterforskningen gikk gjennom flere stadier.

Den første fasen besto av å ionisere luften i et skykammer, og deretter kondensere ionene i en sky. På denne måten observerte og målte han skyens fall bare under tyngdekraften.

Senere evaluerte han fallet av en ionisert sky, men under påvirkning av en vertikal elektrisk kraft som er lagt over tyngdekraften. Etter flere prosesser klarte han å designe oljetråpeeksperimentet, som gjorde at han kunne beregne den grunnleggende elektriske ladningen og dens masse.

Dette ble oppnådd ved hjelp av utstyr som spredte olje i veldig små dråper. Disse falt gjennom et hull der de ble utsatt for det elektriske feltet.

Originalapparat av oljedråpen. Designet av Millikan. Kilde: Wikipedia commons.

Gjennom bruk av spesielle linser kunne en dråpe visualiseres, og ved å måle høstens hastighet kunne forskeren estimere verdien av elektronets masse. Eksperimentet ble gjentatt flere ganger.

På denne måten bestemte Millikan grunnbelastningen og klarte også å fastslå verdien. I 1909 publiserte han artikkelen der han forklarte teknikken han brukte for å bestemme ladningen til elektronet.

- Arbeidet med fotoelektrisitet

Hans første arbeider og publikasjoner om fotoelektrisitet ble utført fra 1907 med hans student G. Winchester. Målet var å undersøke om den fotoelektriske strømmen og det begrensende potensialet var avhengig av temperaturen på det emitterende metallet.

Under disse undersøkelsene måtte Millikan håndtere en rekke prosessfeil, for eksempel viktigheten av å rengjøre metalloverflater og faren for å bruke gnister som en kortbølget lyskilde, siden gnistutslipp kan forfalske målte potensialer ved å indusere elektriske svingninger i enheten.

- Det ekstreme ultrafiolette spekteret

Millikan konkluderte med at studier av ultrafiolett lys ved bruk av varme gnister produsert mellom metallelektroder var mulig, takket være hans forskning på potensialene til disse gnistene.

Dette funnet var veldig viktig for det vitenskapelige samfunnet, siden all tidligere innsats på det korte ultrafiolette spekteret hadde vært begrenset av dets ekstreme absorpsjonskapasitet.

Men bruken av en varm gnist og et konkav refleksjonsgitter løste problemet, i tillegg til å plassere en vakuumspektrograf langs hele strålenes vei.

De første resultatene oppnådd med en vakuumspektrograf av denne typen ble beskrevet av Millikan og Sawyer i 1918.

- Kosmiske stråler

Studien av kosmiske stråler går tilbake til begynnelsen av det 20. århundre. De var eksperimentelle tilnærminger der, ved bruk av elektronoskop, ble utladningsprosesser målt i forhold til høyde.

Millikan hadde vanskelige dager i sin forskningsaktivitet på kosmiske stråler. I denne forbindelse fremheves hans kraftige debatter om kosmiske strålingers art og opprinnelse. Det kan slås fast at funnene hans var viktige hendelser i vitenskapens verden på 1930-tallet.

Design av eksperimentene

I løpet av sin tid i Pasadena ble Millikan aktivt interessert i kosmiske stråler igjen. I sine eksperimenter brukte han elektroskop og barometre som han sendte ut i atmosfæren ved hjelp av lydende ballonger.

Disse ballongene nådde høyder på opptil 11,2 og 15,2 kilometer. Instrumentale verdier ble samlet opp ved stigning og nedstigning, noe som gjorde det mulig å bestemme sjokkverdien under inngrepet.

Disse eksperimentene ble utført av Millikan våren 1922 med IS Bowen. Forskningen deres viste at kosmiske stråler er mer gjennomtrengende enn noen annen kjent stråling.

Det er avgjørende å indikere at før Millikans undersøkelser ble kosmiske stråler bare studert av meteorologer og spesialister innen radioaktivitet. Etter disse arbeidene ble det åpnet et nytt felt og studier for datidens fysikere.

Utmerkelser og distinksjoner

I 1923 mottok Millikan en meddelelse som kunngjorde at han ble hedret med Nobelprisen i fysikk for sin forskning på den fotoelektriske effekten og ladningen av elektronet.

Millikan deltok på den tredje Solvay-kongressen i Brussel i 1921, emnet for kongressen var atomer og elektroner.

Han mottok Honoris Causa doktorgrad fra tjuefem universiteter. I tillegg til Comstock-prisen, Edison-medaljen og Hughes-medaljen.

referanser

1. Millikan, fysikeren som kom for å se elektronet. Hentet 28. desember fra: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. Et biografisk memoar. Hentet 28. desember fra: nasonline.org
3. Reyes (1998). Noen betraktninger om eksperimentets rolle i arbeidene med kosmiske stråler fra begynnelsen av det 20. århundre. Saken til Robert Andrews Millikan. Hentet 29. desember fra: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Hentet 28. desember fra: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Presentasjon av Nobelprisen til Robert A. Millikan. Hentet 28. desember fra: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Millikan oljedråpeeksperiment. Hentet 29. desember fra: britannica.com