În 1923, fizicianul American Robert Andrews Millikan (1868-1953) a fost distins cu Premiul Nobel pentru Fizică,

„pentru activitatea sa pe sarcini elementare de electricitate și pe efectul fotoelectric”.,

În Nobel Lecture „Electronul și Lumina-Quant din Punct de Vedere Experimental” el s-a referit la experiment care a permis-l determina taxa de electroni, lăsând publicul său convins că a văzut electroni:

„El, care a văzut acel experiment, și sute de anchetatorii au observat-o, a văzut literalmente electroni”.destul de des, fizicienii spun că vedem acele lucruri pe care lucrăm, indiferent cât de mici sau chiar abstracte ar putea fi., Nu există îndoială, însă, că în interiorul aparatului folosit de Millikan a existat o lume de particule cu care el a devenit atât de familiar că el unblushingly susținut de a vedea lucrurile în lumea asta.fizica necesită experimente, măsurători exacte și, desigur, concluzii care trebuie trase. Există numeroase exemple de experimente decisive în istoria fizicii., Una dintre cele mai renumite și importante dintre acestea a fost că ceea ce a permis determinarea taxei de electroni, realizat de Millikan în 1909, care a devenit cunoscut sub numele de ulei-drop experiment sau pur și simplu experimentul lui Millikan. Într-adevăr, acesta este considerat a fi unul dintre „cele mai frumoase experimente în fizică” și a fost crucial în a permite măsurarea taxa de electroni

Robert Andrews Millikan s-a născut în Morrison, Illinois (SUA), pe 22 Martie 1868. După ce a absolvit Colegiul Oberlin din Ohio (1891) – unde i-a plăcut în mod deosebit să studieze limba greacă și matematica-a făcut două cursuri de fizică elementară, ceea ce i-a trezit interesul pentru această disciplină. În 1893 a obținut o bursă la Universitatea Columbia, din care a obținut doctoratul în 1895 pentru o teză despre polarizarea luminii emise de suprafețele incandescente., Un fenomen care a fost observat inițial (1824) de François Aragó, Millikan a folosit aur topit și Argint de la Departamentul Trezoreriei SUA pentru a-și dovedi teza. După ce a petrecut un an (1896), în Germania, la Universitățile din Berlin și Götingen, să se întoarcă în Statele Unite pentru a accepta o invitație de la fizicianul și colegii Laureat al premiului Nobel Albert A. Michelson să devină asistentul său în recent infiintata Ryerson de Laborator de la Universitatea din Chicago. În cele din urmă a devenit lector acolo (1910), post pe care l-a deținut până în 1921., În cursul vieții sale (a murit în 1953) Millikan a fost profesor de Fizică, Director al Laboratorului de fizică a podului Norman și președinte al Institutului de Tehnologie din California (CALTECH).

O picătură de ulei pentru a „demasca” electron

Millikan a fost o figură cheie în dezvoltarea fizicii în Statele Unite în prima jumătate a secolului 20., Dacă i se cere să-l clasifice ca fizician, fațeta sa ca fizician experimental ar trebui, fără îndoială, să fie evidențiată, la fel ca numeroasele descoperiri importante pe care le-a făcut, predominant în domeniile opticii și fizicii moleculare. Prima mare realizare a lui Millikan a fost aceea de a determina încărcarea electronului, la care a folosit „metoda de picătură de ulei”. J. J. Thomson, fizicianul britanic, stabilise deja raportul încărcare-masă al electronului în 1897, dar nici unul dintre ei separat., În consecință, dacă ar fi posibil să se determine una dintre aceste valori separat (încărcare sau masă), cealaltă ar putea fi ușor calculată. Millikan, cu ajutorul lui Harvey Fletcher, unul dintre doctoranzii săi, a folosit experimentul cu picături de ulei pentru a măsura încărcarea electronului (și cu aceasta, masa sa). Când Millikan a început o lungă serie de experimente în 1907, el a fost deja de lucru la Universitatea din Chicago, timp de zece ani, a fost căsătorit, a fost tatăl a trei copii și pe cale de a sărbători a patruzecea aniversare., El a câștigat un mare renume ca lector de fizică, dar încă nu a obținut nimic demn de remarcat ca investigator științific.sarcina electrică fundamentală este una dintre constantele de bază din fizică, în consecință, determinarea exactă a acesteia este esențială pentru această disciplină. În experimentul său, Millikan măsoară forța electrică pe o mică picătură de ulei care a fost încărcată de un câmp electric creat între doi electrozi atunci când căderea a fost în câmpul gravitațional. Pe măsură ce câmpul electric era cunoscut, a fost posibil să se determine încărcarea acumulată pe picătură de ulei.,

un spray a format picături de ulei, dintre care unele au căzut printr-un mic spațiu într-un spațiu uniform, cu câmp electric, prin două plăci încărcate paralele. Un microscop a făcut posibilă observarea unei anumite picături de ulei și învățarea masei sale prin măsurarea vitezei terminale a căderii sale., Căderea de ulei a fost încărcată cu raze x și, prin reglarea câmpului electric, a fost posibil să rămână în repaus, în echilibru static, când forța electrică era egală cu forța gravitațională opusă. Millikan, care efectuează o sarcină lungă și obositoare, care a implicat un set de garanții experimente, a repetat experimentul de mai multe ori, în cele din urmă ajungând la concluzia că rezultatele obținute ar putea fi explicate dacă a existat un singur elementare cost (valoarea de care a determinat) și taxele identificate au fost multipli întregi de acest număr.,

În 1909 a trimis primul său articol pentru publicare, în care a explicat-o tehnica a numit „o picătură de echilibru metodă pentru a determina sarcina electronului, e”, intitulat „O nouă modificare a nor metoda de determinare a elementară de sarcină electrică și cea mai probabilă valoare de această acuzație” . Millikan a inclus opiniile sale personale cu privire la fiabilitatea și validitatea fiecăreia dintre cele 38 de observații ale sale. El a marcat șapte observații” foarte bune „cu două asteriscuri, zece” bune „cu un singur asterisc și a lăsat restul de treisprezece” satisfăcătoare ” nemarcate., Un adevărat act de onestitate, cu privire la care Istoricul științific Gerald Holton s-ar referi mai târziu ca „un gest destul de neobișnuit în publicațiile științifice”. În septembrie 1910, Millikan a publicat un al doilea articol în revista Science despre taxa de electroni de-a dreptul, „izolarea de un ion, o precizie de măsurare de sarcina sa, și corectarea legii lui Stokes” , primul vreodată pentru a explica pe deplin lui „picătură de echilibru” metoda. Trei ani mai târziu, în 1913, Millikan a îmbunătățit rezultatele obținute pentru a determina sarcina electronului e = 4.774 ± 0.,009 x 10-10 electrostatic unități de încărcare (esu), adică 1.592 x 10-19 C (1 ude = 3.33564×10-10 C) care este puțin sub valoarea acceptată în prezent de 1.602 x 10-19 C, cel mai probabil din cauza Millikan a folosit un inexacte valoarea vâscozității aerului.

Un aliat neasteptat pentru Einstein

Dar acest lucru nu a fost doar „crucial” experiment realizat de meticulos Millikan., În 1905, în cursul lui Annus Mirabilis, Albert Einstein a publicat articolul intitulat „din punct de vedere euristic despre crearea și conversia luminii”. În acest articol, Einstein analizează teoretic efectul fotoelectric, introducând convingător conceptul de” cuantum de lumină ” (ulterior re-numit fotonul) și aplicând ideile Max Planck, înainte ca oricare dintre colegii săi să fi făcut acest lucru, pentru a explica teoretic efectul fotoelectric., Planck însuși s-a dovedit a fi unul dintre cei mai înverșunați critici de această idee de cuante de lumină, în timp ce Millikan Einstein a respins ideea ca o „erupție, ca să nu spun o prostie ipoteză”, ușor de a ajunge jos pentru a lucra pe experimental Einstein arată eroare de căile lui. După zece ani de experimente (1916), Millikan a publicat rezultatele în revista physical Review într-un articol intitulat, „Direct Fotoelectric Determinarea lui Planck h” ., Cu toate acestea, și contrar a ceea ce el a intenționat inițial, Millikan nu numai validate experimental ecuatia lui Einstein pentru efectul fotoelectric, dar, de asemenea, determinat constanta lui Planck, h. Concluzia lui Millikan 1916 articolul nu lasă loc de îndoială:

„a lui Einstein ecuația fotoelectrică a fost supus la foarte căutarea teste și apare în fiecare caz pentru a prezice exact rezultatele observate”.

cu toate acestea, Millikan menite să demonstreze cu experimentele lui Einstein ideea de „cuante de lumină” a fost greșit., Într-un articol intitulat, „Albert Einstein pe Șaptezeci de Ani” (1949), în revista de Recenzii ale Fizicii Moderne, Millikan a scris:

„am petrecut zece ani din viața mea de testare care 1905 ecuație a lui Einstein , și contrar tuturor asteptarilor mele am fost nevoit, în 1915, pentru a-și afirma fără echivoc verificarea experimentală în ciuda sale de absurditate, întrucât părea să încalce tot ce stiam despre interferența luminii”.,la 14 noiembrie 1923, Millikan a primit o telegramă de la Academia regală suedeză de științe, informându-l că a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru munca sa privind încărcarea elementară a electricității și efectul fotoelectric, făcându-l astfel al doilea American care a primit-o., Textul telegramei se citește după cum urmează:

5 gs d 2625 803R

STOCKHOLM 1030 SUNT NOV 14 1923

DOCTOR MILLIKAN

PASADENA, CALIFORNIA

PREMIUL NOBEL PENTRU FIZICA, ACORDAT, TE ROG, SÂRMĂ DACĂ PUTEȚI FI PREZENT LA STOCKHOLM DEC 10-LEA

HOEDERBAUM, SECY ACADEMIA DE ȘTIINȚĂ

Millikan a luat parte în cea de-a Treia Conferința Solvay a avut loc la Bruxelles (1921) și a fost acordat Doctorate Onorifice de douăzeci și cinci universități din întreaga lume., Pe lângă Premiul Nobel pentru Fizică, a primit și Premiul Comstock pentru Fizică de către Academia Națională de științe, Medalia Edison și Medalia Hughes de către Royal Society, ca să nu mai vorbim de o serie de alte onoruri. Millikan a murit la 19 decembrie 1953 în San Marino, California, la vârsta de 85 de ani.

Augusto Beléndez

Profesor de Fizică Aplicată la Universitatea din Alicante și membru al asociației Regale spaniole Fizica Societate

Bibliografie

Azcárraga, J. A., „Moștenirea lui Albert Einstein (1879-1955)”, OpenMind, noiembrie 20, 2015, august.Beléndez, A.,, „Einstein 1905: From’ Energy quanta ‘ to ‘Light quanta'”, Iyl2015-Blog, November 23, 2015.cutelor, R. P., Prisma și pendulul. Cele mai frumoase zece experimente din știință (Penguin, 2004).Doménech, F., „Max Planck, Mesia fizicii cuantice”, OpenMind, 23 aprilie 2016.

Sánchez Ron, J. M.; Historia de la Física Cuántica I. El período fundacional (1860-1926) (Crítica, Barcelona, 2001).

„August, 1913: Robert Millikan Reports His Oil Drop Results”. În această lună în istoria fizicii. APS News, August / septembrie 2006 (volumul 15, numărul 8).,”The making Of Caltech’ s first Nobel: Robert Millikan ‘s road to Stockholm” (the Caltech Archives).

„Robert A. Millikan-biografic”. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 12 aprilie 2017.

Robert Andrews Millikan, Wikipedia (consultat Aprilie 16, 2017).