ROBERT ANDREWS MILLIKAN: BIOGRAFIE, CALCULUL ELECTRONULUI, ALTE CONTRIBUȚII - BIOGRAFII - 2025

Robert Andrews Millikan (1868-1953) a fost un renumit fizician experimental, precum și un educator notabil și personalitate publică în Statele Unite în primele decenii ale secolului XX. De asemenea, a făcut numeroase contribuții și descoperiri în domeniile energiei electrice, opticii și fizicii moleculare.

Cu toate acestea, marea realizare a lui Millikan a fost calcularea încărcăturii electronilor, pe care a putut să o determine datorită ceea ce este cunoscut acum ca experimentul căderii de ulei.

Robert A. Millikan la Institutul Tehnologic din California (Caltech) 1947. Sursa: Wikipedia commons

Astăzi, această lucrare este considerată un exemplu ideal de aplicare a metodei științifice. Cu toate acestea, dincolo de cercetările sale, succesul lui Millikan s-a datorat în mare parte experienței îndelungate dobândite ca urmare a persistenței în studiul fenomenelor naturale.

Biografie

Viata personala

Robert Millikan s-a născut pe 22 martie 1868 în Morrison, Illinois și a murit la 19 decembrie 1953 în San Marino, California.

Când a împlinit cinci ani, Millikan și familia sa s-au mutat la McGregor, Iowa. Doi ani mai târziu, Millikans s-a stabilit la Maquoketa, unde Robert și-a început studiile liceale. În termeni generali, se poate stabili că educația familiei a fost decisivă în viața sa profesională.

În mod similar, devotamentul și pasiunea pentru munca sa, care a fost întotdeauna peste dorințele și aspirațiile personale, pe lângă marea sa onestitate intelectuală, l-au determinat să obțină succesul în știință și în viața publică.

În 1902 s-a căsătorit cu Greta Blanchard și s-a bucurat de luna lor de miere în Europa. În urma acestei uniuni, s-au născut trei copii: Clark, Glenn Allen și Max Franklin.

Studii aplicate

În 1886 și-a început studiile la Colegiul Oberlin, unde a învățat trigonometria, geometria analitică și limba greacă. A absolvit în 1891 și și-a obținut doctoratul în fizică de la Universitatea Columbia în 1895, fiind primul care a făcut acest lucru în departamentul unde a studiat.

După ce și-a luat doctoratul, Millikan a călătorit în Germania (1895-1896), unde a studiat la universități de prestigiu, cum ar fi Göttingen și Berlin.

În timpul său în Europa s-a legat de cercetători importanți, precum fizicianul german Roentgen (1845-1923), descoperitor de radiografii sau Becquerel francez (1852-1903), ale cărui studii asupra radioactivității au fost decisive în lumea științifică.

Înapoi în America

În 1910, Millikan i s-a oferit un loc de muncă ca asistent la laboratorul Ryerson de la Universitatea din Chicago, așa că, acceptând-o, și-a încheiat turneul în Europa. În această instituție a lucrat ca profesor, ocupând funcția până în 1921.

La Universitatea din Chicago, Millikan a lucrat ca cercetător și educator, descoperind unele dintre marile sale pasiuni în predare.

În 1921 a părăsit Universitatea din Chicago pentru a deveni directorul Laboratorului de fizică Norman Bridge, situat la Institutul Tehnologic din California (Caltech) din Pasadena.

În timpul vieții sale, Millikan a predat profesorii în diferite domenii ale fizicii, a fost rectorul laboratorului de fizică de la Norman Bridge Institute și directorul din Caltech.

Entuziasmul lui Millikan pentru educație

Millikan a fost un student excelent, cu o mare capacitate de predare, așa că la sfârșitul celui de-al doilea an la Oberlin, profesorul care l-a învățat greacă i-a cerut să predea fizica elementară.

S-a pregătit din greu pentru această misiune în vacanța de vară din 1889. Millikan a rezolvat toate problemele din manualul de fizică, apoi și-a ieșit din drum pentru a-i face pe studenți să lucreze la probleme pe tot parcursul anului de curs.

Pentru Millikan, actul de rezolvare a multor probleme a fost cea mai bună metodologie pentru predarea fizicii. Acest sistem de învățare a fost apărat de omul de știință de-a lungul vieții sale, motiv pentru care este considerat și un mare pasionat al educației.

Această motivație l-a determinat să fie coautor al unei serii de texte inovatoare în ceea ce privește metodologia de predare. Cărțile scrise de Millikan includeau multe probleme care includau întrebări conceptuale, ceea ce era foarte inedit pentru vremea respectivă.

Millikan ca agent de publicitate în educație

Datorită hotărârii sale de a ridica reputația lui Caltech, Millikan a fost considerat unul dintre marii agenți de publicitate din domeniul educației. Acest lucru a fost necesar pentru a transforma Institutul într-un centru extrem de prestigios pentru predarea științelor naturii și ingineriei.

Cu toate acestea, s-a diferențiat puternic cu colegii săi în probleme de politică, filozofie și religie. Mai mult, metodele sale administrative erau neconvenționale, dar conducerea personală era esențială pentru ca situațiile să ia cursul corect.

În concluzie, se poate afirma că influența lui Millikan a fost un pilon fundamental în dezvoltarea și formarea fizicienilor și cercetătorilor din Statele Unite.

Investigațiile lui Millikan: încărcarea electronilor și alte contribuții

- Estimarea încărcării electronilor

Millikan și-a început studiile privind încărcarea electronilor în 1907, pe baza modelului fizicianului HA Wilson (1874-1964). Ancheta a trecut prin mai multe etape.

Prima fază a constat în ionizarea aerului într-o cameră de nor, apoi condensarea ionilor într-un nor. În acest fel, a observat și a măsurat căderea norului doar sub acțiunea gravitației.

Ulterior a evaluat căderea unui nor ionizat, dar sub influența unei forțe electrice verticale care este suprapusă gravitației. După mai multe procese, a reușit să proiecteze experimentul de cădere de ulei, ceea ce i-a permis să calculeze sarcina electrică fundamentală și masa acesteia.

Acest lucru a fost obținut prin echipamente care au dispersat uleiul în picături foarte mici. Acestea au căzut printr-o gaură în care au fost supuși câmpului electric.

Aparat original al picăturii de ulei. Proiectat de Millikan. Sursa: Wikipedia commons.

Prin utilizarea lentilelor speciale, o picătură putea fi vizualizată și, măsurând viteza căderii, savantul a putut să estimeze valoarea masei electronului. Experimentul a fost repetat de mai multe ori.

În acest fel, Millikan a determinat sarcina de bază și, de asemenea, a reușit să-și stabilească valoarea. În 1909 a publicat articolul în care a explicat tehnica folosită pentru a determina încărcarea electronului.

- Lucrul în fotoelectricitate

Primele sale lucrări și publicații despre fotoelectricitate au fost realizate din 1907 cu elevul său G. Winchester. Obiectivul a fost să investigheze dacă curentul fotoelectric și potențialul limitator depindeau de temperatura metalului care emite.

Pe parcursul acestor investigații, Millikan a trebuit să facă față mai multor erori de proces, cum ar fi importanța curățării suprafețelor metalice și pericolul de a folosi scântei ca sursă de lumină cu undă scurtă, deoarece descărcările de scânteie pot falsifica potențialele măsurate prin inducerea oscilații electrice în dispozitiv.

- Spectrul extrem de ultraviolete

Millikan a concluzionat că studii de lumină ultravioletă folosind scântei fierbinți produse între electrozii metalici au fost posibile, datorită cercetărilor sale asupra potențialelor acestor scântei.

Această constatare a fost foarte importantă pentru comunitatea științifică, deoarece toate eforturile anterioare asupra spectrului ultraviolet scurt au fost limitate de capacitatea sa extremă de absorbție.

Dar utilizarea unei scântei fierbinți și a unei grătare concave de reflecție a rezolvat problema, precum și plasarea unui spectrograf de vid pe întreaga cale a razelor.

Primele rezultate obținute cu o spectrografie de vid de acest tip au fost descrise de către Millikan și Sawyer în 1918.

- Raze cosmice

Studiul razelor cosmice datează de la începutul secolului XX. Au fost abordări experimentale în care, prin utilizarea electroscopilor, s-au măsurat procese de descărcare în raport cu altitudinea.

Millikan a avut zile grele în activitățile sale de cercetare asupra razelor cosmice. În această privință, se evidențiază dezbaterile sale viguroase despre natura și originea razelor cosmice. Se poate stabili că descoperirile sale au fost evenimente importante în lumea științei în anii '30.

Proiectarea experimentelor

În timpul său în Pasadena, Millikan s-a interesat din nou de razele cosmice. În experimentele sale a folosit electroscoape și barometre pe care le-a trimis în atmosferă cu ajutorul sunetelor baloanelor.

Aceste baloane au atins înălțimi de până la 11,2 și 15,2 kilometri. Valorile instrumentale au fost colectate la ascensiune și coborâre, ceea ce face posibilă determinarea valorii de șoc în timpul procedurii.

Aceste experimente au fost efectuate de Millikan în primăvara anului 1922 cu IS Bowen. Cercetările lor au arătat că razele cosmice sunt mai pătrunzătoare decât oricare altă radiație cunoscută.

Este decisiv să indicăm că, înainte de investigațiile lui Millikan, razele cosmice erau studiate doar de meteorologi și specialiști în radioactivitate. După aceste lucrări, un nou domeniu de studiu și cercetare a fost deschis pentru fizicienii vremii.

Premii și distincții

În 1923, Millikan a primit o comunicare prin care anunța că a fost onorat cu Premiul Nobel pentru fizică pentru cercetările sale asupra efectului fotoelectric și a încărcării electronului.

Millikan a participat la al treilea Congres Solvay de la Bruxelles în 1921, subiectul congresului fiind atomii și electronii.

A primit doctoratul Honoris Causa de la douăzeci și cinci de universități. Pe lângă Premiul Comstock, Medalia Edison și Medalia Hughes.

Referințe

1. Millikan, fizicianul care a venit să vadă electronul. Preluat pe 28 decembrie de pe: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. O memorie biografică. Preluat pe 28 decembrie de pe: nasonline.org
3. Reyes (1998). Câteva considerații despre rolul experimentului în lucrările pe razele cosmice ale începutului secolului XX. Cazul lui Robert Andrews Millikan. Preluat pe 29 decembrie de pe: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Preluat pe 28 decembrie de pe: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Prezentarea Premiului Nobel lui Robert A. Millikan. Preluat pe 28 decembrie de pe: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Experiment de picătură de ulei Millikan. Preluat pe 29 decembrie de pe: britannica.com