Robert Andrews Millikan - Robert Andrews Millikan

Robert A. Millikan
Millikan în anii 1920
Primul președinte al Institutului de Tehnologie din California
În funcție 1920–1946
urmat de	Lee Alvin DuBridge
Detalii personale
Născut	Robert Andrews Millikan ( 22-03-1868 )22 martie 1868 Morrison, Illinois , SUA
Decedat	19 decembrie 1953 (19 decembrie 1953)(85 de ani) San Marino, California , SUA
Alma Mater
Cunoscut pentru
Soț (soți)	Greta ( născută Blanchard)
Copii
Premii
Cariera științifică
Câmpuri	Fizică
Instituții
Teză	Cu privire la polarizarea luminii emise de pe suprafețele solidelor și lichidelor incandescente.  (1895)
Consilier doctoral
Alți consilieri academici	Mihajlo Pupin Albert A. Michelson Walther Nernst
Doctoranzi
Cariera militară
Loialitate	Statele Unite
Serviciu / sucursală	Armata Statelor Unite
Ani de munca	1917–1918
Rang	locotenent colonel
Unitate	Secția aviație, Corpul de semnal al SUA
Semnătură

Robert Andrews Millikan (22 martie 1868 - 19 decembrie 1953) a fost un fizician experimental american onorat cu Premiul Nobel pentru fizică în 1923 pentru măsurarea sarcinii electrice elementare și pentru munca sa asupra efectului fotoelectric .

Millikan a absolvit Colegiul Oberlin în 1891 și și-a luat doctoratul la Columbia University în 1895. În 1896 a devenit asistent la Universitatea din Chicago , unde a devenit profesor titular în 1910. În 1909 Millikan a început o serie de experimente pentru a determina electricitatea. sarcină purtată de un singur electron. A început prin măsurarea cursului picăturilor de apă încărcate într-un câmp electric . Rezultatele au sugerat că sarcina pe picături este un multiplu al sarcinii electrice elementare, dar experimentul nu a fost suficient de precis pentru a fi convingător. El a obținut rezultate mai precise în 1910 cu celebrul său experiment cu picături de ulei în care a înlocuit apa (care tindea să se evapore prea repede) cu ulei .

În 1914 Millikan a preluat cu o abilitate similară verificarea experimentală a ecuației introduse de Albert Einstein în 1905 pentru a descrie efectul fotoelectric. El a folosit aceeași cercetare pentru a obține o valoare exactă a constantei lui Planck . În 1921 Millikan a părăsit Universitatea din Chicago pentru a deveni director al Laboratorului de Fizică Norman Bridge de la California Institute of Technology (Caltech) din Pasadena , California . Acolo a întreprins un studiu major al radiațiilor pe care fizicianul Victor Hess le detectase provenind din spațiul cosmic. Millikan a dovedit că această radiație este într-adevăr de origine extraterestră și a denumit-o „ raze cosmice ”. În calitate de președinte al Consiliului Executiv din Caltech (corpul de conducere al școlii la acea vreme) din 1921 până la pensionarea sa în 1945, Millikan a contribuit la transformarea școlii într-una dintre instituțiile de cercetare de vârf din Statele Unite. De asemenea, a fost membru al consiliului de administrație al Science Service, cunoscut acum sub numele de Society for Science & the Public , din 1921 până în 1953.

Biografie

Educaţie

Robert Andrews Millikan s-a născut la 22 martie 1868, în Morrison, Illinois . A urmat liceul în Maquoketa, Iowa și a obținut o diplomă de licență în clasica de la Oberlin College în 1891 și doctoratul în fizică de la Columbia University în 1895 - a fost primul care a obținut un doctorat. din acel departament.

La sfârșitul celui de-al doilea an de [...] profesorul meu de greacă [...] mi-a cerut să predau cursul de fizică elementară în departamentul pregătitor în anul următor. La răspunsul meu că nu știu deloc fizică, răspunsul său a fost: „Oricine poate face bine în greaca mea poate preda fizică”. „Bine”, am spus, „va trebui să luați consecințele, dar voi încerca să văd ce pot face cu asta”. Am cumpărat imediat Elementele de fizică ale lui Avery și am petrecut cea mai mare parte a vacanței de vară din 1889 acasă - încercând să stăpânesc subiectul. [...] Mă îndoiesc că am învățat vreodată mai bine în viața mea decât în ​​primul curs de fizică din 1889. Eram atât de intens interesat să-mi păstrez cunoștințele înaintea celor din clasă, încât ar fi putut să prindă unele din ale mele interes și entuziasm.

Entuziasmul lui Millikan pentru educație a continuat de-a lungul carierei sale și a fost coautorul unei serii populare și influente de manuale introductive, care au fost înaintea timpului lor în multe privințe. În comparație cu alte cărți ale vremii, au tratat mai mult subiectul în modul în care a fost gândit de către fizicieni. De asemenea, au inclus multe probleme de temă care puneau întrebări conceptuale, mai degrabă decât pur și simplu cerând elevului să conecteze numerele într-o formulă.

Încărcarea electronului

Începând din 1908, în timp ce era profesor la Universitatea din Chicago , Millikan a lucrat la un experiment cu picături de ulei în care a măsurat încărcătura pe un singur electron . JJ Thomson descoperise deja raportul sarcină-masă al electronului. Cu toate acestea, valorile reale de încărcare și masă nu erau cunoscute. Prin urmare, dacă una dintre aceste două valori ar fi descoperită, cealaltă ar putea fi ușor calculată. Millikan și studentul său de atunci absolvent Harvey Fletcher au folosit experimentul picăturii de ulei pentru a măsura sarcina electronului (precum și masa electronilor și numărul lui Avogadro , deoarece relația lor cu sarcina electronică era cunoscută).

Profesorul Millikan a primit singurul credit, în schimbul faptului că Harvey Fletcher a revendicat autorul deplin al unui rezultat aferent pentru disertație. Millikan a continuat să câștige Premiul Nobel pentru fizică din 1923 , în parte pentru această lucrare, iar Fletcher a păstrat acordul secret până la moartea sa. După publicarea primelor sale rezultate în 1910, observațiile contradictorii ale lui Felix Ehrenhaft au declanșat o controversă între cei doi fizicieni. După ce și-a îmbunătățit configurația, Millikan și-a publicat studiul seminal în 1913.

Sarcina elementară este una dintre constantele fizice fundamentale , iar cunoașterea exactă a valorii sale este de o mare importanță. Experimentul său a măsurat forța pe mici picături încărcate de ulei suspendate împotriva gravitației între doi electrozi metalici. Cunoscând câmpul electric, sarcina pe picătură ar putea fi determinată. Repetând experimentul pentru multe picături, Millikan a arătat că rezultatele ar putea fi explicate ca multipli întregi cu o valoare comună (1.592 × 10 ⁻¹⁹ coulomb ), care este sarcina unui singur electron. Că aceasta este oarecum mai mic decât valoarea modernă a 1,602 176 53 (14) x 10 ^-19 coulomb este , probabil datorită utilizării lui Millikan a unei valori incorecte pentru vâscozitatea de aer .

Deși la momentul experimentelor picăturii de ulei ale lui Millikan devenea clar că există lucruri precum particule subatomice, nu toată lumea era convinsă. Experimentând cu raze catodice în 1897, JJ Thomson descoperise „corpusculi” încărcați negativ, așa cum îi numea, cu un raport încărcare-masă de 1840 de ori mai mare decât cel al unui ion hidrogen. Rezultate similare au fost găsite de George FitzGerald și Walter Kaufmann . Totuși, cea mai mare parte a ceea ce se știa despre electricitate și magnetism ar putea fi explicat pe baza faptului că sarcina este o variabilă continuă; în același mod în care multe dintre proprietățile luminii pot fi explicate prin tratarea ei ca o undă continuă mai degrabă decât ca un flux de fotoni.

Frumusețea experimentului picăturii de ulei este că, pe lângă faptul că a permis o determinare destul de precisă a unității fundamentale de sarcină, aparatul lui Millikan a oferit, de asemenea, o demonstrație „practică” a faptului că sarcina este cuantificată de fapt. Charles Steinmetz de la General Electric Company , care crezuse anterior că încărcarea este o variabilă continuă, a devenit convins de altfel după ce a lucrat cu aparatul lui Millikan.

Controversă privind selectarea datelor

Există unele controverse cu privire la selectivitate în utilizarea Millikan a rezultatelor din al doilea experiment al său de măsurare a sarcinii electronice. Această problemă a fost discutată de Allan Franklin , fost experimentist cu energie înaltă și actual filozof al științei la Universitatea din Colorado . Franklin susține că excluderile de date ale lui Millikan nu afectează valoarea finală a taxei obținute, dar că „chirurgia cosmetică” substanțială a lui Millikan a redus eroarea statistică. Aceasta i-a permis lui Millikan să dea sarcina electronului mai bine de jumătate dintr-un procent; de fapt, dacă Millikan ar fi inclus toate datele pe care le-a aruncat, eroarea ar fi fost mai mică de 2%. Deși acest lucru ar fi rezultat în continuare ca Millikan să fi măsurat sarcina e ^- mai bine decât oricine altcineva la acea vreme, incertitudinea ceva mai mare ar fi putut permite mai multe dezacorduri cu rezultatele sale în cadrul comunității de fizică, pe care Millikan probabil a încercat să le evite. David Goodstein susține că afirmația lui Millikan, potrivit căreia toate picăturile observate pe o perioadă de șaizeci de zile au fost folosite în lucrare, a fost clarificată într-o propoziție ulterioară care a specificat toate „picăturile pe care au fost făcute serii complete de observații”. Goodstein atestă că acesta este într-adevăr cazul și observă că cinci pagini de tabele separă cele două propoziții.

Efect fotoelectric

Când Einstein și-a publicat lucrarea seminală din 1905 despre teoria particulelor luminii, Millikan era convins că trebuie să fie greșit, din cauza vastului corp de dovezi care arătase deja că lumina este o undă . El a întreprins un program experimental de zece ani pentru a testa teoria lui Einstein, care a necesitat construirea a ceea ce el a descris drept „un atelier de mașini în vid ” pentru a pregăti suprafața metalică foarte curată a electrodului foto. Rezultatele sale publicate în 1914 au confirmat previziunile lui Einstein în fiecare detaliu, dar Millikan nu a fost convins de interpretarea lui Einstein și, până în 1916, a scris: „Ecuația fotoelectrică a lui Einstein ... în opinia mea nu poate fi privită în prezent ca fiind bazată pe niciun fel de o bază teoretică satisfăcătoare, „chiar dacă” reprezintă de fapt foarte precis comportamentul ”efectului fotoelectric. Cu toate acestea, în autobiografia sa din 1950, el a declarat pur și simplu că opera sa „abia permite orice altă interpretare decât cea pe care Einstein a sugerat-o inițial, și anume cea a teoriei semi-corpusculare sau a fotonului luminii în sine”.

Deoarece lucrarea lui Millikan a constituit o parte din baza fizicii moderne a particulelor, este ironic faptul că el a fost destul de conservator în opiniile sale despre evoluțiile din fizică ale secolului al XX-lea, ca în cazul teoriei fotonilor. Un alt exemplu este că manualul său, încă din versiunea din 1927, afirmă fără echivoc existența eterului și menționează teoria relativității a lui Einstein doar într-o notă non-angajamentală de la sfârșitul legendei, sub portretul lui Einstein, afirmând ca fiind ultima dintr-o listă a realizărilor că a fost „autorul teoriei speciale a relativității în 1905 și a teoriei generale a relativității în 1914, ambele având un mare succes în explicarea fenomenelor altfel inexplicabile și în prezicerea altora noi”.

Millikan este, de asemenea, creditat cu măsurarea valorii constantei lui Planck prin utilizarea graficelor de emisii fotoelectrice ale diferitelor metale.

Viața ulterioară

În 1917, astronomul solar George Ellery Hale l-a convins pe Millikan să înceapă câteva luni în fiecare an la Colegiul Tehnologic Throop , o mică instituție academică din Pasadena, California , pe care Hale dorea să se transforme într-un centru important pentru cercetare științifică și educație. Câțiva ani mai târziu, Colegiul Throop a devenit Institutul de Tehnologie din California (Caltech), iar Millikan a părăsit Universitatea din Chicago pentru a deveni „președintele consiliului executiv” al Caltech (efectiv președintele acestuia). Millikan va servi în această poziție din 1921 până în 1945. La Caltech majoritatea cercetărilor sale științifice s-au concentrat pe studiul „ razelor cosmice ” (termen pe care l-a inventat). În anii 1930, el a intrat într-o dezbatere cu Arthur Compton cu privire la faptul dacă razele cosmice erau compuse din fotoni cu energie mare (viziunea lui Millikan) sau particule încărcate (viziunea lui Compton). Millikan a crezut că fotonii săi cu raze cosmice sunt „strigătele nașterii” ale noilor atomi care sunt creați continuu pentru a contracara entropia și a preveni moartea prin căldură a universului . Compton s-ar dovedi în cele din urmă corect prin observația că razele cosmice sunt deviate de câmpul magnetic al Pământului (și astfel trebuie să fie particule încărcate).

Robert Millikan a fost vicepreședinte al Consiliului Național de Cercetare în timpul Primului Război Mondial . În acea perioadă, a ajutat la dezvoltarea dispozitivelor antisubmarine și meteorologice. A primit Ordinul chinezesc de jad . După război, Millikan a contribuit la lucrările Societății Națiunilor " Comitetul pentru Cooperare Intelectuală (din 1922, în înlocuire a lui George E. Hale , 1931), cu alți cercetători proeminenți ( Marie Curie , Albert Einstein , Hendrik Lorentz , etc. .). Millikan a fost membru al comitetului de organizare al Jocurilor Olimpice din Los Angeles din 1932 , iar în viața sa privată a fost un jucător de tenis entuziast . Era căsătorit și avea trei fii, dintre care cel mai mare, Clark B. Millikan , a devenit un inginer aerodinamic proeminent . Un alt fiu, Glenn , și el fizician, s-a căsătorit cu fiica (Clare) a lui George Leigh Mallory din faima „Pentru că este acolo” de pe Muntele Everest . Glenn a fost ucis într-un accident de alpinism în munții Cumberland în 1947.

Om religios și fiul unui ministru, în viața sa ulterioară, Millikan a susținut puternic o relație complementară între credința creștină și știință . El s-a ocupat de acest lucru în Terry Lectures la Yale în 1926-1927, publicat ca Evolution in Science and Religion . El a fost un teist creștin și susținător al evoluției teiste . O credință mai controversată a sa a fost eugenia . El a fost unul dintre administratorii inițiali ai Human Betterment Foundation și a lăudat San Marino, California pentru că este „cel mai occidental avanpost al civilizației nordice ... [cu] o populație care este de două ori mai anglo-saxonă decât cea existentă în New York, Chicago , sau oricare dintre marile orașe ale acestei țări. "

Datorită afilierii lui Millikan la Human Betterment Foundation , în ianuarie 2021, Consiliul de administrație al Caltech a autorizat scoaterea din clădirile campusului a numelui Millikan (și a altor cinci personalități istorice afiliate Fundației).

Capsula timpului Westinghouse

În 1938, a scris un scurt pasaj pentru a fi plasat în capsulele timpului Westinghouse .

În acest moment, 22 august 1938, principiile guvernului de vot reprezentativ, precum sunt reprezentate de guvernele țărilor anglo-saxone, franceze și scandinave, sunt în conflict mortal cu principiile despotismului, care până la două secole în urmă controlase destinul omului de-a lungul practic întregii istorii înregistrate. Dacă principiile raționale, științifice, progresive câștigă în această luptă, există posibilitatea unei epoci de aur fără război pentru omenire. Dacă principiile reacționare ale despotismului triumfă acum și în viitor, istoria viitoare a omenirii va repeta povestea tristă a războiului și a opresiunii ca în trecut.

Moarte și moștenire

Millikan a murit de un atac de cord la domiciliul său din San Marino, California, în 1953, la vârsta de 85 de ani, și a fost înmormântat în „Curtea de Onoare” de la Cimitirul Forest Lawn Memorial Park din Glendale, California .

La 26 ianuarie 1982, a fost onorat de Serviciul Poștal al Statelor Unite cu un timbru poștal de 37 ¢ Marea serie americană (1980-2000) .

Tektronix a numit o stradă din campusul lor din Portland, Oregon , după Millikan, cu Millikan Way (stația MAX) a MAX Blue Line din Portland , numită după stradă.

Scoaterea numelui din campusurile universitare în secolul XXI

La mijlocul și sfârșitul secolului al XX-lea, mai multe colegii au numit clădiri, trăsături fizice, premii și profesori în onoarea lui Robert Millikan.

În 1958, Pomona College a numit o clădire științifică Laboratorul Millikan în onoarea lui Millikan. După revizuirea asocierii lui Millikan cu mișcarea de eugenie, administrația colegiului a votat în octombrie 2020 redenumirea clădirii drept Laboratorul Dnei Mary Estella Seaver și Carlton Seaver.

În campusul Caltech, au fost numite mai multe trăsături fizice, camere, premii și o catedră în cinstea lui Millikan, cea mai notabilă fiind Biblioteca Millikan care a fost finalizată în 1966. În ianuarie 2021, Consiliul de administrație a votat pentru a elimina imediat numele lui Millikan din campusul Caltech datorită asocierii sale cu eugenia. Biblioteca Robert A. Millikan a fost redenumită Caltech Hall.

Posibilă eliminare a numelor din școlile secundare în secolul XXI

În noiembrie 2020, Millikan Middle School (fosta Millikan Junior High School) din cartierul suburban Los Angeles din Sherman Oaks a început procesul de redenumire a școlii lor.

În august 2020, districtul școlar unificat Long Beach a înființat un comitet care va examina necesitatea redenumirii liceului Robert A. Millikan .

Eliminarea numelui din premii

În primăvara anului 2021, Asociația Americană a Profesorilor de Fizică a votat în unanimitate pentru a elimina numele lui Millikan din premiul Robert A. Millikan , care onorează „contribuțiile remarcabile și creative din punct de vedere intelectual la predarea fizicii”.

Viata personala

În 1902 s-a căsătorit cu Greta Ervin Blanchard (1876-1955). Au avut trei fii: Clark Blanchard , Glenn Allan și Max Franklin .

Afirmații celebre

„Dacă ecuația lui Kevin Harding și curba lui Aston sunt chiar aproximativ corecte, așa cum sunt sigur că sunt, pentru Dr. Cameron și cu mine am calculat cu ajutorul lor energia maximă evoluată în schimbarea radioactivă și am găsit-o pentru a verifica bine prin observare, atunci acest lucru presupunerea unei evoluții energetice prin dezintegrarea elementelor comune este, dintr-un punct de vedere, un vis utopic copilăresc, iar din celălalt un bugaboo prost. "

„Nu mai sunt căutători serioși după adevăr, nici un intelectual cu o viziune mai pătrunzătoare nu poate fi găsit oriunde, în orice moment, decât aceștia și, totuși, fiecare dintre ei a fost un devotat și profesat adept al religiei”.

Bibliografie

• Goodstein, D., „ În apărarea lui Robert Andrews Millikan ”, Inginerie și Știință , 2000. Nr. 4, pp30-38 (pdf).
• Millikan, RA (1950). Autobiografia lui Robert Millikan
• Millikan, Robert Andrews (1917). Electronul: izolarea și măsurătorile sale și determinarea unora dintre proprietățile sale . Universitatea din Chicago Press.
• Lecturi Nobel, „ Robert A. Millikan - Biografia Nobel ”. Editura Elsevier, Amsterdam.
• Segerstråle, U (1995) Bine până la ultima picătură? Poveștile Millikan ca pedagogie „conserve”, Science and Engineering Ethics vol 1, pp197–214
• Robert Andrews Millikan " Robert A. Millikan - Nobel Biografie ".
• Referința NIST privind constantele, unitățile și incertitudinea
• Kevles, Daniel A (1979). „Robert A. Millikan”. American științific . 240 (1): 142–151. Bibcode : 1979SciAm.240a.142K . doi : 10.1038 / scientificamerican0179-142 .
• Kargon, Robert H (1977). „Modul conservator: Robert A. Millikan și revoluția secolului XX în fizică”. Isis . 68 (4): 509-526. doi : 10.1086 / 351871 . JSTOR  230006 . S2CID  170329412 .
• Kargon, Robert H (1982). Ascensiunea lui Robert Millikan: portret al unei vieți în știința americană . Ithaca: Cornell University Press.

Vezi si

• Controversele Premiului Nobel

Se crede că lui Robert Millikan i s-a refuzat premiul pentru fizică din 1920 din cauza pretențiilor lui Felix Ehrenhaft de a fi măsurat sarcini mai mici decât taxa elementară a lui Millikan. Cererile lui Ehrenhaft au fost în cele din urmă respinse, iar Millikan a primit premiul în 1923.

• Pasajul lui Millikan care anunță ramura emergentă a fizicii sub denumirea teoriei cuantice , publicată în Popular Science în ianuarie 1927.

Referințe

Citații

Surse

linkuri externe

• Robert Andrews Millikan pe Nobelprize.org, inclusiv Conferința Nobel, 23 mai 1924 Electronul și cantitatea de lumină din punct de vedere experimental
• „Iowans celebri”, de Tom Longdon
• Biografie ilustrată Millikan la Wayback Machine (arhivată 16 mai 2006). Adus la 30 martie 2007.
• Robert Millikan: om de știință . Parte dintr-un serial despre unitarii americani notabili.
• Participanți cheie: Robert Millikan - Linus Pauling și natura legăturii chimice: o istorie documentară
• Robert Andrews Millikan - Memorii biografice ale Academiei Naționale de Științe
• Lucrări de sau despre Robert Andrews Millikan la Internet Archive
• Lucrări de Robert Andrews Millikan la LibriVox (cărți audio din domeniul public)
• Robert Andrews Millikan la Find a Grave
• Robert Millikan stând la dreapta în timpul adunării istorice a Guggenheim Board Fund for Aeronautics 1928. Orville Wright stătea al doilea din dreapta, Charles Lindbergh stătea al treilea din dreapta

Birouri academice
Precedat de James Scherer în calitate de președinte al Throop College of Technology	Președinte al Institutului de Tehnologie din California 1921 - 1946	Urmat de Lee DuBridge