ROBERT ANDREWS MILLIKAN: BIOGRAFI, BERÄKNING AV ELEKTRON, ANDRA BIDRAG - BIOGRAFIER - 2026

Robert Andrews Millikan (1868-1953) var en känd experimentell fysiker, liksom en anmärkningsvärd utbildare och offentlig person i USA under de första decennierna av 1900-talet. På samma sätt gjorde han många bidrag och upptäckter inom områdena elektricitet, optik och molekylär fysik.

Millikans stora prestation var dock beräkningen av elektronladdningen, som han kunde bestämma tack vare det som nu kallas oljedroppsförsöket.

Robert A. Millikan vid California Institute of Technology (Caltech) 1947. Källa: Wikipedia commons

Idag betraktas detta arbete som ett idealiskt exempel på tillämpningen av den vetenskapliga metoden. Utöver hans forskning berodde dock Millikans framgång till stor del på den långa erfarenhet som förvärvats som ett resultat av uthållighet i studien av naturfenomen.

Biografi

Privatliv

Robert Millikan föddes den 22 mars 1868 i Morrison, Illinois, och dog den 19 december 1953 i San Marino, Kalifornien.

När han var fem år flyttade Millikan och hans familj till McGregor, Iowa, och två år senare bosatte sig Millikans i Maquoketa, där Robert började sina gymnasiet. I allmänhet kan det konstateras att familjeutbildning var avgörande i hans yrkesliv.

På samma sätt ledde hans hängivenhet och passion för sitt arbete, som alltid var över hans personliga önskemål och ambitioner, utöver hans stora intellektuella ärlighet, han till framgång i vetenskap och offentligt liv.

1902 gifte han sig med Greta Blanchard och tyckte om deras smekmånad i Europa. Som ett resultat av denna förening föddes tre barn: Clark, Glenn Allen och Max Franklin.

Tillämpade studier

1886 började han sina studier vid Oberlin College, där han lärde sig trigonometri, analytisk geometri och grekisk. Han tog examen 1891 och fick sin doktorsexamen i fysik från Columbia University 1895, var den första som gjorde det på den institution där han studerade.

Efter att ha tagit doktorsexamen, reste Millikan till Tyskland (1895-1896), där han studerade vid prestigefyllda universitet som Göttingen och Berlin.

Under sin tid i Europa berättade han till viktiga forskare som den tyska fysikern Roentgen (1845-1923), röntgenupptäckare eller den franska Becquerel (1852-1903), vars studier om radioaktivitet var avgörande i den vetenskapliga världen.

Tillbaka till Amerika

År 1910 erbjöds Millikan ett jobb som assistent vid Ryerson Laboratory vid University of Chicago, så genom att acceptera det avslutade han sin turné i Europa. På denna institution arbetade han som lärare och innehade tjänsten fram till 1921.

Vid University of Chicago slet Millikan som forskare och pedagog och upptäckte några av hans stora passioner i undervisningen.

1921 lämnade han University of Chicago för att bli chef för Norman Bridge Physics Laboratory, beläget vid California Institute of Technology (Caltech) i Pasadena.

Under sitt liv undervisade Millikan professorater inom olika fysikområden, var rektor för fysiklaboratoriet vid Norman Bridge Institute och chef för Caltech.

Millikans entusiasm för utbildning

Millikan var en utmärkt student med stora undervisningsförmågor, så i slutet av sitt andra år på Oberlin bad professorn som lärde honom grekiska honom att lära sig elementär fysik.

Han förberedde sig hårt för detta uppdrag under sommarsemestern 1889. Millikan löst alla problem i fysikens lärobok och gick sedan ut för att få eleverna att arbeta med problemen under hela kursåret.

För Millikan var att lösa många problem den bästa metoden för att undervisa i fysik. Detta lärande system försvarades av forskaren under hela sitt liv, varför han också betraktas som en stor entusiast för utbildning.

Denna motivation ledde till att han var medförfattare till en serie innovativa texter när det gäller undervisningsmetodik. Böckerna skriven av Millikan inkluderade många problem med konceptuella frågor, vilket var väldigt nytt för tiden.

Millikan som reklamagent inom utbildning

På grund av sin beslutsamhet att höja Caltechs rykte, blev Millikan rankad som en av de stora reklamagenterna inom utbildningsområdet. Detta var nödvändigt för att förvandla institutet till ett mycket prestigefullt centrum för undervisning i naturvetenskap och teknik.

Men han skilde sig starkt med sina kollegor i frågor om politik, filosofi och religion. Dessutom var hans administrativa metoder okonventionella, men hans personliga ledarskap var avgörande för att situationer kunde gå rätt kurs.

Sammanfattningsvis kan man säga att Millikans inflytande var en grundläggande pelare i utvecklingen och utbildningen av fysiker och forskare i USA.

Millikans utredningar: elektronladdning och andra bidrag

- Uppskattning av elektronladdning

Millikan började sina studier på elektronladdning 1907, baserat på modellen till fysikern HA Wilson (1874-1964). Utredningen gick igenom flera steg.

Den första fasen bestod av att jonisera luften i en molnkammare och sedan kondensera jonerna i ett moln. På detta sätt observerade och mätte han molnens fall bara under tyngdkraften.

Senare utvärderade han fallet av ett joniserat moln, men under påverkan av en vertikal elektrisk kraft som är överlagrad på gravitationen. Efter flera processer lyckades han utforma oljedroppsförsöket, vilket gjorde att han kunde beräkna den grundläggande elektriska laddningen och dess massa.

Detta uppnåddes med hjälp av utrustning som sprider olja i mycket små droppar. Dessa föll genom ett hål där de utsattes för det elektriska fältet.

Originalapparat för oljedroppen. Designad av Millikan. Källa: Wikipedia commons.

Genom att använda speciella linser kunde en droppe visualiseras och genom att mäta fallets hastighet kunde forskaren uppskatta värdet på elektronens massa. Experimentet upprepades flera gånger.

På detta sätt bestämde Millikan grundbelastningen och lyckades också fastställa dess värde. 1909 publicerade han artikeln där han förklarade den teknik han använde för att bestämma laddningen av elektronen.

- Arbetet med fotoelektricitet

Hans första verk och publikationer om fotoelektricitet utfördes från 1907 med hans student G. Winchester. Målet var att undersöka om den fotoelektriska strömmen och den begränsande potentialen berodde på temperaturen på den utsända metallen.

Under dessa undersökningar var Millikan tvungna att hantera ett antal processfel, såsom vikten av att rengöra metallytor och faran för att använda gnistor som en kortvåglig ljuskälla, eftersom gnistutsläpp kan förfalska uppmätta potentialer genom att inducera elektriska svängningar i enheten.

- Det extrema ultravioletta spektrumet

Millikan drog slutsatsen att studier av ultraviolett ljus med heta gnistor producerade mellan metallelektroder var möjliga tack vare hans forskning om dessa gnistor potentialer.

Detta fynd var mycket viktigt för det vetenskapliga samfundet, eftersom alla tidigare ansträngningar på det korta ultravioletta spektrumet hade begränsats av dess extrema absorptionsförmåga.

Men användningen av en het gnista och ett konkavt reflektionsgaller löste problemet, liksom att placera en vakuumspektrograf längs hela strålens väg.

De första resultaten erhållna med en vakuumspektrograf av denna typ beskrevs av Millikan och Sawyer 1918.

- Kosmiska strålar

Studien av kosmiska strålar går tillbaka till början av 1900-talet. Det var experimentella tillvägagångssätt där urladdningsprocesser med hjälp av elektroskop mättes i förhållande till höjd.

Millikan hade svåra dagar i sin forskningsverksamhet på kosmiska strålar. I detta avseende belyses hans kraftiga debatter om kosmiska strålarnas natur och ursprung. Det kan konstateras att hans resultat var viktiga händelser i vetenskapens värld på 1930-talet.

Design av experimenten

Under sin tid i Pasadena blev Millikan aktivt intresserad av kosmiska strålar igen. I sina experiment använde han elektroskop och barometrar som han skickade ut i atmosfären med hjälp av klingande ballonger.

Dessa ballonger nådde upp till 11,2 och 15,2 kilometer. Instrumentvärden samlades upp vid stigning och nedstigning, vilket gjorde det möjligt att bestämma chockvärdet under proceduren.

Dessa experiment genomfördes av Millikan våren 1922 med IS Bowen. Deras forskning visade att kosmiska strålar är mer penetrerande än någon annan känd strålning.

Det är avgörande att indikera att före Millikans undersökningar studerades kosmiska strålar endast av meteorologer och specialister inom radioaktivitet. Efter dessa arbeten öppnades ett nytt fält för studier och forskning för tidens fysiker.

Utmärkelser och distinktioner

År 1923 fick Millikan ett meddelande som meddelade att han hade hedrats med Nobelpriset i fysik för sin forskning om den fotoelektriska effekten och laddningen av elektronen.

Millikan deltog i den tredje Solvay-kongressen i Bryssel 1921, med föremålet för kongressen var atomer och elektron.

Han fick Honoris Causa doktorsexamen från tjugofem universitet. Förutom Comstock Award, Edison Medal och Hughes Medal.

referenser

1. Millikan, fysikern som kom för att se elektron. Hämtad den 28 december från: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. En biografisk memoar. Hämtad 28 december från: nasonline.org
3. Reyes (1998). Några överväganden om experimentets roll i arbeten med kosmiska strålar från början av 1900-talet. Fallet med Robert Andrews Millikan. Hämtad 29 december från: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Hämtad den 28 december från: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Presentation av Nobelpriset till Robert A. Millikan. Hämtad den 28 december från: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Millikan-oljedroppsexperiment. Hämtad den 29 december från: britannica.com