ROBERTS ANDREWS MILLIKAN: BIOGRĀFIJA, ELEKTRONU APRĒĶINĀŠANA, CITI IEGULDĪJUMI - BIOGRĀFIJAS - 2025

Roberts Andrews Millikan (1868-1953) bija slavens eksperimentālais fiziķis, kā arī ievērojams pedagogs un sabiedriskais darbinieks Amerikas Savienotajās Valstīs 20. gadsimta pirmajās desmitgadēs. Tāpat viņš sniedza daudzus ieguldījumus un atklājumus elektrības, optikas un molekulārās fizikas jomā.

Tomēr Millikana lielais sasniegums bija elektronu lādiņa aprēķins, kuru viņš spēja noteikt, pateicoties tam, kas mūsdienās pazīstams kā eļļas pilienu eksperiments.

Roberts A. Millikans Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā (Caltech) 1947. Avots: Wikipedia Commons

Mūsdienās šis darbs tiek uzskatīts par ideālu zinātniskās metodes pielietošanas piemēru. Tomēr ārpus viņa pētījumiem Millikana panākumus lielā mērā nodrošināja ilgstošā pieredze, kas iegūta noturības rezultātā dabas parādību izpētē.

Biogrāfija

Personīgajā dzīvē

Roberts Millikans dzimis 1868. gada 22. martā Morisonā, Ilinoisā, un nomira 1953. gada 19. decembrī Sanmarīno, Kalifornijā.

Kad viņš bija piecus gadus vecs, Millikans un viņa ģimene pārcēlās uz Makgregoru, Aiovas štatā. Divus gadus vēlāk Millikāni apmetās Makoketā, kur Roberts sāka mācības vidusskolā. Kopumā var noteikt, ka ģimenes izglītībai viņa profesionālajā dzīvē bija izšķiroša nozīme.

Tāpat viņa nodošanās un aizraušanās ar savu darbu, kas vienmēr bija lielāka par viņa personīgajām vēlmēm un vēlmēm, papildus lielajai intelektuālajai godīgumam lika viņam gūt panākumus zinātnē un sabiedriskajā dzīvē.

1902. gadā viņš apprecējās ar Grētu Blanšārdu un baudīja viņu medusmēnesi Eiropā. Šīs savienības rezultātā piedzima trīs bērni: Klarka, Glenna Allena un Makss Franklins.

Lietišķās studijas

1886. gadā viņš uzsāka studijas Oberlinas koledžā, kur apguva trigonometriju, analītisko ģeometriju un grieķu valodu. Viņš absolvēja 1891. gadu un ieguva doktora grādu fizikā Kolumbijas universitātē 1895. gadā, būdams pirmais, kurš to izdarīja nodaļā, kur studēja.

Pēc doktora grāda iegūšanas Millikans devās uz Vāciju (1895-1896), kur studēja tādās prestižās universitātēs kā Getingene un Berlīne.

Laikā Eiropā viņš bija saistīts ar tādiem nozīmīgiem pētniekiem kā vācu fiziķis Roentgens (1845–1923), rentgenstaru atklājējs vai franču Becquerel (1852–1903), kuru pētījumi par radioaktivitāti bija noteicošie zinātnes pasaulē.

Atpakaļ uz Ameriku

1910. gadā Millikanam tika piedāvāts asistenta darbs Čikāgas universitātes Ryerson laboratorijā, tāpēc, pieņemot to, viņš pārtrauca savu ceļojumu pa Eiropu. Šajā iestādē viņš strādāja par skolotāju, šo amatu ieņēma līdz 1921. gadam.

Čikāgas universitātē Millikans darbojās kā pētnieks un pedagogs, atklājot dažas no viņa lielajām kaislībām mācīšanā.

1921. gadā viņš pameta Čikāgas universitāti, lai kļūtu par Normana tilta fizikas laboratorijas direktoru, kas atrodas Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā (Caltech) Pasadena.

Savas dzīves laikā Millikans pasniedza profesijas dažādās fizikas jomās, bija Normana Bridža institūta fizikas laboratorijas rektors un Kaltehas direktors.

Millikana entuziasms par izglītību

Millikans bija izcils students ar lieliskām mācīšanas iespējām, tāpēc otrā kursa beigās Oberlinā profesors, kurš viņu mācīja grieķu valodā, lūdza viņu mācīt elementāru fiziku.

Viņš 1889. gada vasaras brīvlaikā smagi gatavojās šim uzdevumam. Millikans atrisināja visas fizikas mācību grāmatas problēmas, pēc tam devās prom no tā, lai studenti visu gadu strādātu pie šīm problēmām.

Millikanam daudzu problēmu risināšanas akts bija vislabākā fizikas mācīšanas metodika. Šo mācību sistēmu zinātnieks aizstāvēja visas dzīves garumā, tāpēc arī viņš tiek uzskatīts par lielu izglītības entuziastu.

Šī motivācija lika viņam kļūt par inovatīvu tekstu sērijas līdzautoru mācību metodikas ziņā. Millikana sarakstītajās grāmatās bija daudz problēmu, iekļaujot konceptuālus jautājumus, kas tolaik bija ļoti jauns.

Millikan kā reklāmas aģents izglītībā

Sakarā ar apņēmību celt Kalteha reputāciju, Millikanu novērtēja par vienu no lieliskajiem reklāmas aģentiem izglītības jomā. Tas bija nepieciešams, lai institūtu pārveidotu par īpaši prestižu dabaszinātņu un inženierzinātņu mācīšanas centru.

Tomēr viņš ar kolēģiem stipri atšķīrās par politikas, filozofijas un reliģijas jautājumiem. Turklāt viņa administratīvās metodes bija netradicionālas, taču viņa personīgajai vadībai bija būtiska nozīme, lai situācijas izvēlētos pareizo kursu.

Noslēgumā var apgalvot, ka Millikana ietekme bija būtisks balsts fiziķu un pētnieku attīstībā un apmācībā Amerikas Savienotajās Valstīs.

Millikana izmeklējumi: elektronu lādiņš un citi ieguldījumi

- elektronu lādiņa aprēķins

Millikans sāka pētīt elektronu lādiņu 1907. gadā, pamatojoties uz fiziķa HA Vilsona (1874–1964) modeli. Izmeklēšana notika vairākos posmos.

Pirmā fāze sastāvēja no gaisa jonizācijas mākoņa kamerā un pēc tam jonu kondensācijas mākonī. Tādā veidā viņš novēroja un izmērīja mākoņa krišanos tikai gravitācijas ietekmē.

Vēlāk viņš novērtēja jonizēta mākoņa krišanu, bet vertikālā elektriskā spēka ietekmē, kas ir uzlikts uz gravitācijas spēku. Pēc vairākiem procesiem viņam izdevās plānot eļļas pilināšanas eksperimentu, kas ļāva viņam aprēķināt pamata elektrisko lādiņu un tā masu.

Tas tika panākts ar aprīkojuma palīdzību, kas izkliedēja eļļu ļoti mazos pilienos. Tie izkrita caur caurumu, kur tika pakļauti elektriskajam laukam.

Oriģinālais eļļas piliena aparāts. Projektējis Millikan. Avots: Wikipedia commons.

Izmantojot īpašus objektīvus, varēja vizualizēt kritienu, un, izmērot kritiena ātrumu, zinātnieks spēja novērtēt elektronu masas vērtību. Eksperiments tika atkārtots vairākas reizes.

Tādā veidā Millikans noteica pamata slodzi un arī spēja noteikt tās vērtību. 1909. gadā viņš publicēja rakstu, kurā izskaidroja paņēmienu, ko viņš izmantoja, lai noteiktu elektrona lādiņu.

- Darbs fotoelektrikā

Viņa pirmie darbi un publikācijas par fotoelektrību tika veikti no 1907. gada kopā ar savu studentu G. Vinčesteru. Mērķis bija izpētīt, vai fotoelektriskā strāva un ierobežojošais potenciāls ir atkarīgs no emitējošā metāla temperatūras.

Šo pētījumu laikā Millikanam nācās saskarties ar vairākām procesa kļūdām, piemēram, ar metāla virsmu tīrīšanas nozīmi un briesmām, ka dzirksteles tiek izmantotas kā īsviļņu gaismas avots, jo dzirksteļu izlādes var maldināt izmērītos potenciālus, inducējot elektriskās svārstības ierīcē.

- galējais ultravioletais spektrs

Millikans secināja, ka, pateicoties viņa pētījumiem par šo dzirksteļu potenciālu, bija iespējami ultravioletās gaismas pētījumi, izmantojot karstas dzirksteles, kas izveidotas starp metāla elektrodiem.

Šis atradums bija ļoti svarīgs zinātnieku aprindām, jo ​​visus iepriekšējos centienus īsā ultravioletā spektra jomā ierobežoja tā ārkārtējā absorbcijas spēja.

Bet, izmantojot karstu dzirksteli un ieliektu atstarošanas režģi, problēma tika atrisināta, kā arī vakuuma spektrogrāfs tika novietots pa visu staru ceļu.

Pirmos rezultātus, kas iegūti ar šāda veida vakuuma spektrogrāfu, 1918. gadā aprakstīja Millikāns un Sīners.

- Kosmiskie stari

Kosmisko staru izpēte meklējama 20. gadsimta sākumā. Tās bija eksperimentālas pieejas, kurās, izmantojot elektroskopus, tika izmērīti izlādes procesi attiecībā pret augstumu.

Millikānam bija sarežģītas dienas, veicot pētījumus kosmisko staru jomā. Šajā sakarā tiek uzsvērtas viņa enerģiskās debates par kosmisko staru raksturu un izcelsmi. Var noteikt, ka viņa atklājumi bija nozīmīgi notikumi zinātnes pasaulē 30. gados.

Eksperimentu plānošana

Laika laikā Pasadena Millikan atkal aktīvi sāka interesēties par kosmiskajiem stariem. Savos eksperimentos viņš izmantoja elektroskopus un barometrus, kurus viņš iesūtīja atmosfērā ar skaņas balonu palīdzību.

Šie baloni sasniedza augstumu līdz 11,2 un 15,2 kilometriem. Instrumentālās vērtības tika savāktas pacelšanās un nolaišanās laikā, kas procedūras laikā ļāva noteikt šoka vērtību.

Šos eksperimentus Millikan veica 1922. gada pavasarī kopā ar IS Bowen. Viņu pētījumi parādīja, ka kosmiskie stari iekļūst vairāk nekā jebkurš cits zināmais starojums.

Ir izšķiroši norādīt, ka pirms Millikana izmeklēšanas kosmiskos starus pētīja tikai meteorologi un radioaktivitātes speciālisti. Pēc šiem darbiem tā laika fiziķiem tika atvērta jauna mācību un pētījumu joma.

Balvas un atzinības raksti

1923. gadā Millikans saņēma paziņojumu, kurā paziņoja, ka par pētījumiem par fotoelektrisko efektu un elektronu lādiņu viņam ir piešķirta Nobela prēmija fizikā.

Millikans piedalījās Trešajā Solvay kongresā Briselē 1921. gadā, kongresa tēma bija atomi un elektroni.

Viņš ir ieguvis Honoris Causa doktora grādu no divdesmit piecām universitātēm. Papildus Comstock balvai Edisona medaļa un Hjūsa medaļa.

Atsauces

1. Millikans, fiziķis, kurš ieradās redzēt elektronu. Iegūts 28. decembrī no: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epšteina PA Roberts Andrews Millikan 1868-1953. Biogrāfisks memuārs. Iegūts 28. decembrī no: nasonline.org
3. Reyes (1998). Daži apsvērumi par eksperimenta lomu 20. gadsimta sākuma kosmisko staru darbos. Roberta Endrjū Millikāna lieta. Iegūts 29. decembrī no: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Roberts Andrews Millikan: 1868-1953. Iegūts 28. decembrī no: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Nobela prēmijas pasniegšana Robertam A. Millikanam. Iegūts 28. decembrī no: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Millikan eļļas piliena eksperiments. Iegūts 29. decembrī no: britannica.com