Robert Andrews Millikan

Robert Andrews Millikan (White)  foi un físicu esperimental d'Estaos Xuníos 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, yá que retuvo hasta 1921. En 1907 empecipió una serie de trabayos destinaos a midir la carga del electrón, estudiando l'efectu de los campos llétricu y gravitatoriu sobre una gota d'agua (1909). Les resultancies suxeríen que la carga llétrica de les gotes yeren múltiplos d'una carga llétrica 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 "llétrica 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 Teunolóxicu 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 radioactividá de los minerales d'uraniu y la descarga nos gases. Depués realizó investigaciones sobre radiaciones ultravioletes.

 Biografía 

 Educación 
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.

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 


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 rellación 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 con ello 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 rellaciones mientres el restu de la so vida y la historia 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 fuercia d'una pequeña gota cargada suspendida contra la fuercia gravitatoriu per un campu llétricu creáu ente dos electrodos. Conociendo'l campu llétricu, la carga acumulada sobre la gota podía ser determinada. Repitióse l'esperimentu munches vegaes, y determinóse que los resultaos 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 ión d'hidróxenu. Resultaos similares fueron atopaos por George FitzGerald y Walter Kaufmann. Y como tou lo que se conocía daquella sobre la lletricidá 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 seleición de datos 

Esiste un discutiniu sobre'l procesu de seleición de datos escoyíos por Millikan pa determinar la carga del electrón. Esto foi estudiáu por Allan Franklin, un antiguu esperimentador d'altes enerxíes y actual estudiosu de la historia de la Ciencia de la Universidá de Colorado, 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'error 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" 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:

 L'efectu fotoeléctricu 

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 d'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, los resultaos paecíen confirmar la teoría d'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 que'l so trabayu «difícilmente dexaba cualesquier otra interpretación que la qu'Einstein había orixinalmente suxeríu, concretamente la teoría semi-corpuscular o la teoría fotónica de la lluz».Anton Z. Capri, "Quips, quotes, and quanta: an anecdotal history of physics" (World Scientific 2007) p.96


Con tou, na dómina de los sos esperimentos Millikan nun aceptaba que'l 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 esautamente en tolos casos los resultaos 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 receición 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 lloñe de tar establecíu».

 Reconocencies 
Foi gallardoniáu en 1910 cola medaya Hughes, concedida pola Royal Society «pola so determinación de la carga del electrón y d'otres constantes físiques»."for his determination of the electronic charge and of other physical constants". 

 Ver tamién 
 Historia de la lletricidá
 Esperimentu de Millikan
 Referencies 

 Notes 

 Bibliografía 
 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 

 Páxina web del Institutu Nobel, Premiu Nobel de Física 1923 (n'inglés)

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