Robert Andrews Millikan

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Robert Andrews Millikan Nobel prize medal.svg
Robert-millikan2.jpg
Robert Andrews Millikan en 1891
Nacencia 22 de marzu de 1868
Campu Física
Instituciones Universidá de Chicago
Institutu de Tecnoloxía de California
Alma máter Oberlin College
Universidá de Columbia
Supervisores
doctorales
Michael Pupin
Albert Abraham Michelson
Estudiantes
destacaos
William Pickering
Robley D. Evans
Harvey Fletcher
Chung-Yao Chao
Premios
destacados
Nobel prize medal.svg Premiu Nobel de Física (1923)
Medaya Hughes (1923)
Medaya_Franklin (1937)
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Robert Andrews Millikan (White) (Morrison, Illinois, 22 de marzu de 1868 - San Marino, California; 19 d'avientu de 1953) foi un físicu esperimental estaunidense ganador del Premiu Nobel de Física en 1923 primordialmente pol so trabayu pa determinar el valor de la carga del electrón y l'efectu fotoeléctricu. Tamién investigó los rayos cósmicos.

Robert A. Millikan graduar na facultá de Oberlin en 1891 y llogró el so doctoráu na Universidá de Columbia en 1895. En 1896 consiguió la plaza d'asistente na Universidá de Chicago, onde aportaría a profesor en 1910, cuidao que retuvo hasta 1921. En 1907 empecipió una serie de trabayos destinaos a midir la carga del electrón, estudiando l'efectu de los campos eléctricu y gravitatoriu sobre una gota d'agua (1909). Les resultancies suxuríen que la carga eléctrica de les gotes yeren múltiplos d'una carga eléctrica elemental, pero l'esperimentu con gotes d'agua nun yera lo suficientemente precisu pa ser convincente, teníen enclín a evaporarse demasiáu rápido. Les resultancies definitives llegaron en 1910 cuando reemplazó les gotes d'agua pola so esperimentu con gotes d'aceite, deduciendo de les sos observaciones el primer valor precisu de la constante "eléctrica elemental".

En 1916 Robert A. Millikan emplegó les sos habilidaes na verificación esperimental de la ecuación introducida por Albert Einstein en 1905 pa describir l'efectu fotoeléctricu y evaluando la constante "h" de Planck. En 1921 Millikan camudó'l so puestu na Universidá de Chicago pol de Direutor del Llaboratoriu de Física Norman Bridge del Institutu Tecnolóxicu de California (Caltech) en Pasadena. Ellí especializar nel estudiu de la radiación que'l físicu Victor Hess detectara viniendo del espaciu esterior. Robert A. Millikan probó qu'esta radiación yera estraterrestre y bautizar como "rayos cósmicos". Como presidente del Conseyu Executivu del Caltech (l'órganu gobernador del centru neses feches) dende 1921 hasta'l so retiru en 1945, Robert A. Millikan convirtió'l centru n'unu de les instituciones investigadores líderes nos Estaos Xuníos. Tamién participó dende 1921 al 1953 nel patronalgu del Serviciu de Ciencia, agora conocíu como Sociedá pa la Ciencia y el Públicu.

Estudió nun principiu la radiactividad de los minerales de uraniu y la descarga nos gases. Depués realizó investigaciones sobre radiaciones ultravioletes.

Biografía[editar | editar la fonte]

Educación[editar | editar la fonte]

Robert A. Millikan nació'l 22 de marzu de 1868, en Morrison, Illinois. Foi a la escuela secundaria en Maquoketa, Iowa. Recibió'l so Grau en Clásiques na Facultá Oberlin en 1891 y llogró el so doctoráu en Físiques na Universidá de Columbia en 1895 - foi'l primeru en consiguilo nel so departamentu.

Cquote1.svg A la fin del mio segundu añu [...] el mio profesor de griegu [...] pidióme qu'impartiera [...] el cursu de física elemental mientres el próximu cursu. A la mio contestación diciendo que nun sabía nada de física n'absolutu, la so respuesta foi «cualesquier que sepa bien Griegu puede enseñar Físiques». «Ensin problemes —dixi yo— va tener qu'encarar les consecuencies, pero intentar y vamos ver lo que puedo faer». Entós merqué'l testu Elementos de Física de Avery, y dediqué parte de les vacaciones de branu de 1889 en casa -intentando apoderar la materia [...] Duldo si dalguna vegada enseñé meyor Físiques na mio vida que nel mio primer cursu en 1889. Taba tan fondamente interesáu n'adquirir más conocencia del necesariu pa les clases qu'ellos pudieron arimase del mio propiu interés y entusiasmu.
—Robert A. MillikanCquote2.svg

L'entusiasmu de Millikan pola educación siguió a lo llargo de tola so carrera, y foi coautor d'una serie influyente y popular de testos que s'adelantraben al so tiempu en munchos aspeutos. En comparanza colos otros llibros de la dómina, que trataben la tema más na forma en que foi pensáu polos físicos. Tamién incluyeron munchos problemes qu'incluyíen entrugues conceptuales, en llugar de riquir a los alumnos qu'a cencielles introduxeren númberos na fórmules.

En 1902 cásase con Greta Ervin Blanchard. Tuvieron tres fíos: Clark Blanchard, Glenn Allen y Max Franklin.

Carga del electrón[editar | editar la fonte]

Aparatu diseñáu por Millikan pal so esperimentu cola gota d'aceite (1909-1910).
Artículu principal: Esperimentu de la gota d'aceite

A partir de 1908, mientres yera profesor na Universidá de Chicago, Millikan empezó a trabayar nel so esperimentu con una gota d'aceite con oxetu de midir la carga del electrón. J.J. Thomson afayara la relación carga-masa del electrón, pero nengunu d'ellos por separáu. Poro, si unu d'estos dos valores podíen ser determinaos, l'otru podría calculase fácilmente. Robert A. Millikan y el so estudiante de grau Harvey Fletcher utilizaron l'esperimentu de la gota d'aceite pa midir la carga del electrón (y collo la so masa) y el Númberu de Avogadro.

Anque l'autoría del descubrimientu yera doble, Robert A. Millikan, a sabiendes de que la determinación de la carga del electrón forxaría-y una reputación na comunidá científica, fixo un tratu con Harvey Fletcher por qu'apaeciera Robert A. Millikan como únicu autor d'artículu sobre la determinación de la carga del electrón, y como compensación dexaría-y a Harvey Fletcher ser l'únicu autor del artículu sobre la determinación del Númberu de Avogadro, bien pudiendo ser usáu esti como tesis doctoral. El tratu lóxicamente nun yera del presto de Harvey Fletcher, pero teniendo en cuenta que Robert A. Millikan yera'l so mentor, nun tuvo más remediu qu'aceptalo. Tres la defensa del so doctoráu en 1911, Harvey Fletcher nun siguió trabayando con Robert A. Millikan; sicasí, y a pesar de ser la determinación de la carga del electrón una de les razones fundamentales pa recibir el Premiu Nobel de Física en 1923, los dos caltuvieron bones relaciones mientres el restu de la so vida y l'hestoria nun se fixo pública hasta la muerte de dambos.

Tres la publicación de les sos resultancies en 1910, el físicu austriacu Felix Ehrenhaft intentando reproducir l'esperimentu de la gota d'aceite, llogró resultancies contradictories y esto empecipió una batalla que duraría años, hasta qu'en 1913 Robert A. Millikan publicara los sos datos definitivos.

La carga elemental ye una de les constantes fundamentales de la física y la so determinación precisa ye de gran importancia pa la ciencia. L'esperimentu midía la fuerza d'una pequeña gota cargada suspendida contra la fuerza gravitatorio per un campu eléctricu creáu ente dos electrodos. Conociendo'l campu eléctrico, la carga acumulada sobre la gota podía ser determinada. Repitióse l'esperimentu munches vegaes, y determinóse que les resultancies llograes podríen ser esplicaos si esistía una carga elemental única (1,592 x10-19 coulomb) y les cargues identificaes fueren múltiplos enteros d'esti númberu. El valor actual acomuñáu a la mesma ye de 1,602176487|(40) x 10-19 C y esisten variaes razones pa xustificar esta esviación, ente elles posiblemente la desaveniente estimación del valor de la mafa del aire.

Anque naquellos tiempos taba claro que les partícules subatómiques teníen d'esistir, non tol mundu taba convencíu d'ello. J.J. Thomson en 1897 esperimentando con rayos catódicos había descubiertu corpúsculos (asina ye como los llamó) cargaos negativamente con una masa 1840 vegaes mayor que la del ion d'hidróxenu. Resultancies similares fueron atopaos por George FitzGerald y Walter Kaufmann. Y como tou lo que se conocía daquella sobre la electricidá y el magnetismu acomuñar a fluidez, la carga tamién-y la consideraba una variable continua; de la mesma munches de les propiedaes de la lluz podríen ser esplicaes tratándola como una onda continua en llugar d'un remexu de partícules individuales.

La guapura del esperimentu de la gota d'aceite ye que coles mesmes que determinaba de forma precisa la carga fundamental, l'aparatu de Millikan tamién demostró que la carga taba cuantizada.

Discutiniu sobre la selección de datos[editar | editar la fonte]

Esiste un discutiniu sobre'l procesu de selección de datos escoyíos por Millikan pa determinar la carga del electrón. Esto foi estudiáu por Allan Franklin,[1] un antiguu esperimentador d'altes enerxíes y actual estudiosu de la hestoria de la Ciencia de la Universidá de Coloráu, quien dempués d'analizar minuciosamente toes y cada una de les gotes que Robert A. Millikan omitió nel so artículu de 1913, demostró que casi toles omisiones habíense por cuenta de razones sólides d'erru esperimental. Y, lo que quiciabes seya entá más importante, qu'anque Millikan incluyera tou estos datos, la resultancia final nun camudara demasiáu.

El meyor estudio sobre l'esperimentu de Millikan ye posiblemente "Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft Apueste"[2] de Gerald Holton, quien llega a dicir que l'artículu de 1909 onde Robert A. Millikan describe'l so métodu ye notable pola honestidá de la so presentación, nun xestu pocu común na lliteratura científica». Millikan incluyó xuicios personales sobre la fiabilidá y validez de caúna de les 38 observaciones de gotes. Como recueye'l filósofu ya historiador de la ciencia Robert P. Creara:

Cquote1.svg L'exame que fixo Holton de los cuadiernos de llaboratoriu de Millikan coles anotaciones sobre'l trabayu en que se basaba'l so artículu de 1913 revela qu'en realidá Milikan había estudiáu 140 gotes y non les 58 que mentaba nél [...] Esti autor suxure dos explicaciones parciales. Una ye'l discutiniu con Ehrenfaft; Millikan, convencíu de tener razón, nun quería da-y munición al austriacu, que na so opinión namái podía crear más tracamundiu. La segunda razón pola que Millikan omitió mentar les otres gotes queda clara cuando s'esaminen les fontes del erru que Holton atopó ente les anotaciones de los cuadiernos. «Cayó'l voltaxe de la batería; el nanómetro ta apexáu; la conveición interfier de cutiu; la distancia tien que caltenese contante; producióse un erru nel cronómetru; estropióse'l atomizador». L'estaunidense, d'últimes, nun creía qu'eses 82 gotes "sumíes" del artículu pudieren considerase datos.
—Robert P. Creara, nel El prisma y el pendilexu (2003)[3]Cquote2.svg

L'efectu fotoeléctricu[editar | editar la fonte]

Robert A. Millikan (1923).

Cuando Einstein publicó'l so revolucionariu artículu sobre la naturaleza corpuscular de la lluz: «Un puntu de vista heurísticu sobre la producción y tresformamientu de lluz», Millikan taba convencíu de que daqué tenía que tar mal. Los científicos llevaben 50 años convencíos de que la lluz yera una onda, y Millikan yera unu d'ellos. Polo que se dispunxo a demostrar que la teoría de Einstein yera errónea.

Mientres una década tuvo esperimentando, pa lo cual tuvo que construyise un "taller mecánicu en vacíu" con oxetu de poder disponer d'una superficie metálica bien llimpia qu'actuara de foto-electrodo.

L'esperimentu midía la enerxía de los electrones que yeren emitíos por una placa metálica sobre la qu'incidía un rayu de lluz. Sicasí, pa la so sorpresa, les resultancies paecíen confirmar la teoría de Einstein de la naturaleza corpuscular de la lluz. Pero non solo eso, l'esperimentu dexó la determinación más precisa hasta la fecha del valor de la constante de Planck. Décades más tarde, cuando Millikan describía'l so trabayu, inda asomaba un puntu de frustración: «Emplegué diez años de la mio vida comprobando la teoría d'Einstein de 1905 y, en contra de toles mios mires, vi forzáu a afirmar la so verificación ensin ambages a pesar de lo irrazonable que yera». Na so autobiografía de 1950, declararía qu'el so trabayu «difícilmente dexaba cualesquier otra interpretación que la que Einstein había orixinalmente suxuríu, concretamente la teoría semi-corpuscular o la teoría fotónica de la lluz».[4]

Michelson, Einstein y Robert A. Millikan, (Caltech, 1931).

Con tou, na dómina de los sos esperimentos Millikan nun aceptaba qu'el so esperimentu probara que la lluz tuviera compuesta por cuantos; solo almitiría que les matemátiques d'Einstein correspondíen colos sos esperimentos. Nel so artículu sobre l'efectu fotoeléctricu, Millikan escribió: «la ecuación fotoeléctrica d'Einstein…paez que prediz esactamente en tolos casos les resultancies reparaes…Sicasí la teoría semicorpuscular pola que Einstein llegó a la so ecuación paez anguaño dafechu insostenible». Millikan tamién describió la teoría d'Einstein sobre les partícules de lluz como una hipótesis atrevida, por non llamala insensata». Millikan sabía qu'ensin les ecuaciones d'Einstein non podía esplicase el fenómenu de la fotoelectricidá usando'l puntu de vista clásicu sobre la lluz, polo que sabía que daqué tenía que camudar, pero la introducción arbitraria de los fotones nun yera, pal so gustu, la respuesta. Amás Millikan trabayaba con Michelson (el so direutor de tesis), que creyó tola so vida na esistencia d'un éter al traviés del que les ondes de lluz viaxaben (a pesar de que los sos propios esperimentos demostraben la so non esistencia), polo que se reforzaben mutuamente na so creencia na naturaleza ondulatoria de la lluz como la única posible.

Pero anque les sos resultancies confirmaron les predicciones teóriques d'Einstein en tolos detalles, Robert A. Millikan caltuvo un espíritu bien conservador sobre los nuevos descubrimientos que se taben faciendo na física. Inclusive nuna versión de los sos llibros de testu de 1927, siguiría esponiendo la esistencia del éter y presentando la teoría de la relatividá de forma acordada. Tanto ye asina que na so conferencia por cuenta de la recepción del Premiu Nobel de Física en 1923, Millikan volvió mentar que «el conceutu de cuantos de lluz alcontraos a partir del cual Einstein consiguió la so ecuación tien de ser consideráu entá como llueñe de tar establecíu».

Reconocencies[editar | editar la fonte]

Foi galardonáu en 1910 cola medaya Hughes, concedida pola Royal Society «pola so determinación de la carga del electrón y d'otres constantes físiques».[5]

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Referencies[editar | editar la fonte]

Notes[editar | editar la fonte]

  1. Franklin. «Forging, Cooking, Trimming, and Riding on the Bandwagon». American Jounal of Physics 52. 
  2. «Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft Apueste». Engineering and Science. University of California Press.
  3. El prisma y el pendilexu (2003), 2009 edition: Drakontos, ISBN
  4. Anton Z. Capri, "Quips, quotes, and quanta: an anecdotal history of physics" (World Scientific 2007) p.96
  5. "for his determination of the electronic charge and of other physical constants". (1952) Current Biography. The H. W. Wilson Company, 35. ISBN 0-8242-0551-0.

Bibliografía[editar | editar la fonte]

  • Goodstein, D., "In defense of Robert Andrews Millikan", Engineering and Science, 2000. Non 4, pp30–38 (pdf).
  • Millikan, R A (1950). The Autobiography of Robert Millikan
  • Millikan, Robert Andrews (1917). The Electron: Its Isolation and Measurements and the Determination of Some of its Properties. The University of Chicago Press.
  • Nobel Lectures, "Robert A. Millikan – Nobel Biography". Elsevier Publishing Company, Amsterdam.
  • Segerstrå-y, O (1995) Good to the last drop? Millikan stories as "canned" pedagogy, Science and Engineering Ethics vol 1, pp197–214
  • Robert Andrews Millikan "Robert A. Millikan – Nobel Biography".
  • The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty
  • Kevles, Daniel A. (1979), "Robert A. Millikan", Scientific American, vol. 240 non. 1, pp. 142–151.
  • Kargon, Robert H. (1977), "The Conservative Mode: Robert A. Millikan and the Twentieth-Century Revolution in Physics", Isis, vol. 68 non. 244, pp. 509–526.

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]

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