ROBERT ANDREWS MILLIKAN: ชีวประวัติการคำนวณอิเล็กตรอนการมีส่วนร่วมอื่น ๆ - ประวัติโดยสังเขป - 2026

Robert Andrews Millikan (1868-1953) เป็นนักฟิสิกส์เชิงทดลองที่มีชื่อเสียงเช่นเดียวกับนักการศึกษาและบุคคลสาธารณะที่มีชื่อเสียงในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 ในทำนองเดียวกันเขาได้มีส่วนร่วมและการค้นพบมากมายในสาขาไฟฟ้าทัศนศาสตร์และฟิสิกส์ระดับโมเลกุล

อย่างไรก็ตามความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ของ Millikan คือการคำนวณประจุอิเล็กตรอนซึ่งเขาสามารถระบุได้ด้วยสิ่งที่เรียกว่าการทดลองหยดน้ำมัน

Robert A. Millikan จาก California Institute of Technology (Caltech) 1947 ที่มา: Wikipedia commons

ปัจจุบันงานชิ้นนี้ถือเป็นตัวอย่างในอุดมคติของการประยุกต์ใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตามนอกเหนือจากการวิจัยของเขาความสำเร็จของ Millikan ส่วนใหญ่เกิดจากประสบการณ์อันยาวนานที่ได้รับอันเป็นผลมาจากความพากเพียรในการศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ

ชีวประวัติ

ชีวิตส่วนตัว

Robert Millikan เกิดเมื่อวันที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2411 ที่เมืองมอร์ริสันรัฐอิลลินอยส์และเสียชีวิตเมื่อวันที่ 19 ธันวาคม พ.ศ. 2496 ในซานมาริโนแคลิฟอร์เนีย

ตอนอายุห้าขวบ Millikan ย้ายไปอยู่กับครอบครัวที่เมือง McGregor รัฐไอโอวาสองปีต่อมา Millikans ได้ตั้งรกรากที่ Maquoketa ซึ่ง Robert เริ่มเรียนมัธยมปลาย โดยทั่วไปเป็นที่ยอมรับได้ว่าการศึกษาโดยครอบครัวมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตการทำงานของเขา

ในทำนองเดียวกันความทุ่มเทและความหลงใหลในงานของเขาซึ่งอยู่เหนือความปรารถนาและแรงบันดาลใจส่วนตัวของเขาเสมอนอกเหนือจากความซื่อสัตย์ทางปัญญาที่ยิ่งใหญ่ของเขาทำให้เขาประสบความสำเร็จในด้านวิทยาศาสตร์และชีวิตสาธารณะ

ในปี 1902 เขาแต่งงานกับ Greta Blanchard และมีความสุขกับการฮันนีมูนในยุโรป อันเป็นผลมาจากการรวมตัวกันนี้เด็กสามคนเกิด: คลาร์กเกล็นอัลเลนและแม็กซ์แฟรงคลิน

การศึกษาประยุกต์

ในปีพ. ศ. 2429 เขาเริ่มศึกษาที่วิทยาลัย Oberlin ซึ่งเขาเรียนตรีโกณมิติเรขาคณิตเชิงวิเคราะห์และภาษากรีก เขาจบการศึกษาในปี พ.ศ. 2434 และได้รับปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในปี พ.ศ. 2438 เป็นคนแรกที่ทำเช่นนั้นในภาควิชาที่เขาศึกษา

หลังจากได้รับปริญญาเอก Millikan เดินทางไปประเทศเยอรมนี (พ.ศ. 2438-2439) ซึ่งเขาศึกษาในมหาวิทยาลัยที่มีชื่อเสียงเช่นเกิตทิงเกนและเบอร์ลิน

ในช่วงเวลาที่เขาอยู่ในยุโรปเขาเกี่ยวข้องกับนักวิจัยคนสำคัญเช่น Roentgen นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน (1845-1923) ผู้ค้นพบรังสีเอกซ์หรือ Becquerel ชาวฝรั่งเศส (1852-1903) ซึ่งมีการศึกษาเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีในโลกวิทยาศาสตร์

กลับไปที่อเมริกา

ในปีพ. ศ. 2453 Millikan ได้รับการเสนองานให้เป็นผู้ช่วยที่ห้องปฏิบัติการ Ryerson ที่มหาวิทยาลัยชิคาโกดังนั้นเมื่อยอมรับงานนี้เขาจึงยุติการเดินทางท่องเที่ยวในยุโรป ในสถาบันนี้เขาทำงานเป็นอาจารย์ดำรงตำแหน่งจนถึงปีพ. ศ. 2464

ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก Millikan ทำงานหนักในฐานะนักวิจัยและนักการศึกษาค้นพบความสนใจที่ยิ่งใหญ่บางอย่างของเขาในการสอน

ในปีพ. ศ. 2464 เขาออกจากมหาวิทยาลัยชิคาโกเพื่อเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ Norman Bridge ซึ่งตั้งอยู่ที่ California Institute of Technology (Caltech) ใน Pasadena

ในช่วงชีวิตของเขา Millikan สอนเก้าอี้ในสาขาฟิสิกส์ที่แตกต่างกันเป็นอธิการบดีของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ที่ Norman Bridge Institute และผู้อำนวยการ Caltech

ความกระตือรือร้นในการศึกษาของ Millikan

Millikan เป็นนักเรียนที่ยอดเยี่ยมและมีสิ่งอำนวยความสะดวกในการสอนที่ดีเยี่ยมดังนั้นเมื่อจบปีที่สองที่ Oberlin ศาสตราจารย์ที่สอนภาษากรีกให้เขาขอให้เขาสอนฟิสิกส์ระดับประถมศึกษา

เขาเตรียมตัวอย่างหนักสำหรับงานมอบหมายนี้ในช่วงปิดเทอมฤดูร้อนปี 2432 มิลลิแกนแก้ปัญหาทั้งหมดในหนังสือเรียนฟิสิกส์จากนั้นก็ออกนอกเส้นทางเพื่อให้นักเรียนทำงานกับปัญหาตลอดทั้งปี

สำหรับ Millikan การแก้ปัญหาหลาย ๆ อย่างเป็นวิธีการที่ดีที่สุดในการสอนฟิสิกส์ ระบบการเรียนรู้นี้ได้รับการปกป้องโดยนักวิทยาศาสตร์ตลอดชีวิตของเขาซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเขาจึงถือว่าเป็นผู้ที่มีความกระตือรือร้นในการศึกษา

แรงจูงใจนี้ทำให้เขาเป็นผู้ร่วมเขียนชุดตำรานวัตกรรมในแง่ของวิธีการสอน หนังสือที่เขียนโดย Millikan มีปัญหามากมายที่ผสมผสานกับคำถามเชิงแนวคิดซึ่งเป็นเรื่องแปลกใหม่ในเวลานั้น

Millikan เป็นตัวแทนโฆษณาด้านการศึกษา

ด้วยความมุ่งมั่นที่จะสร้างชื่อเสียงให้กับคาลเทค Millikan จึงได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในตัวแทนประชาสัมพันธ์ที่ยอดเยี่ยมในด้านการศึกษา สิ่งนี้จำเป็นในการเปลี่ยนสถาบันให้เป็นศูนย์การเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและวิศวกรรมที่มีชื่อเสียงอย่างสูง

อย่างไรก็ตามเขามีความแตกต่างอย่างมากกับเพื่อนร่วมงานของเขาในเรื่องการเมืองปรัชญาและศาสนา นอกจากนี้วิธีการบริหารของเขายังไม่เป็นทางการ แต่ความเป็นผู้นำส่วนบุคคลของเขาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสถานการณ์เพื่อดำเนินการตามแนวทางที่ถูกต้อง

สรุปได้ว่าอิทธิพลของมิลลิแกนเป็นเสาหลักในการพัฒนาและฝึกอบรมนักฟิสิกส์และนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา

การตรวจสอบของ Millikan: ประจุอิเล็กตรอนและการมีส่วนร่วมอื่น ๆ

- การประมาณค่าอิเล็กตรอน

Millikan เริ่มการศึกษาเกี่ยวกับประจุอิเล็กตรอนในปี 1907 โดยอาศัยแบบจำลองของนักฟิสิกส์ HA Wilson (1874-1964) การสอบสวนดำเนินไปหลายขั้นตอน

ระยะแรกประกอบด้วยการทำให้อากาศแตกตัวเป็นไอออนในห้องเมฆและจากนั้นก็กลั่นตัวไอออนในเมฆ ด้วยวิธีนี้เขาสังเกตและวัดการตกของเมฆภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น

ต่อมาเขาได้ประเมินการตกของเมฆที่แตกตัวเป็นไอออน แต่อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในแนวตั้งที่ซ้อนทับกับแรงโน้มถ่วง หลังจากผ่านกระบวนการหลายขั้นตอนเขาสามารถออกแบบการทดลองหยดน้ำมันซึ่งทำให้เขาสามารถคำนวณประจุไฟฟ้าพื้นฐานและมวลของมันได้

สิ่งนี้ทำได้โดยใช้อุปกรณ์ที่กระจายน้ำมันในหยดขนาดเล็กมาก สิ่งเหล่านี้ตกลงไปในรูที่พวกมันถูกสนามไฟฟ้า

อุปกรณ์เดิมของหยดน้ำมัน ออกแบบโดย Millikan ที่มา: Wikipedia commons

นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินค่ามวลของอิเล็กตรอนได้ด้วยการใช้เลนส์พิเศษโดยการวัดความเร็วของการตก การทดลองซ้ำหลายครั้ง

ด้วยวิธีนี้ Millikan จึงกำหนดภาระพื้นฐานและจัดการเพื่อสร้างมูลค่า ในปี 1909 เขาตีพิมพ์บทความที่เขาอธิบายเทคนิคที่เขาใช้ในการกำหนดประจุของอิเล็กตรอน

- งานในระบบโฟโตอิเล็กทริก

ผลงานและสิ่งพิมพ์ชิ้นแรกของเขาเกี่ยวกับโฟโตอิเล็กทริกดำเนินการตั้งแต่ปีพ. ศ. 2450 ร่วมกับ G.Winchester นักเรียนของเขา มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าโฟโตอิเล็กทริกและศักยภาพในการ จำกัด นั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของโลหะที่เปล่งออกมาหรือไม่

ในระหว่างการตรวจสอบเหล่านี้ Millikan ต้องจัดการกับข้อผิดพลาดในกระบวนการหลายประการเช่นความสำคัญของการทำความสะอาดพื้นผิวโลหะและอันตรายจากการใช้ประกายไฟเป็นแหล่งกำเนิดแสงคลื่นสั้นเนื่องจากการปล่อยประกายไฟอาจทำให้ศักยภาพที่วัดได้โดยการกระตุ้น การสั่นของไฟฟ้าในอุปกรณ์

- สเปกตรัมอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง

Millikan สรุปว่าการศึกษาแสงอัลตราไวโอเลตโดยใช้ประกายไฟร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าโลหะเป็นไปได้ด้วยการวิจัยของเขาเกี่ยวกับศักยภาพของประกายไฟเหล่านี้

การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชุมชนวิทยาศาสตร์เนื่องจากความพยายามก่อนหน้านี้ทั้งหมดเกี่ยวกับสเปกตรัมอัลตราไวโอเลตสั้นถูก จำกัด ด้วยความสามารถในการดูดซับที่รุนแรง

แต่การใช้ประกายไฟร้อนและตะแกรงสะท้อนเว้าช่วยแก้ปัญหาได้เช่นเดียวกับการวางสเปกโตรกราฟสูญญากาศตามเส้นทางทั้งหมดของรังสี

ผลลัพธ์แรกที่ได้รับจากสเปกโตรกราฟสูญญากาศประเภทนี้ได้รับการอธิบายโดย Millikan and Sawyer ในปีพ. ศ. 2461

- รังสีคอสมิก

การศึกษารังสีคอสมิกย้อนกลับไปในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เป็นแนวทางการทดลองที่โดยการใช้อิเล็กโทรสโคปกระบวนการปล่อยจะถูกวัดโดยสัมพันธ์กับระดับความสูง

Millikan มีช่วงเวลาที่ยากลำบากในการทำกิจกรรมวิจัยเกี่ยวกับรังสีคอสมิก ในเรื่องนี้มีการเน้นการถกเถียงอย่างหนักหน่วงเกี่ยวกับธรรมชาติและต้นกำเนิดของรังสีคอสมิก เป็นที่ยอมรับได้ว่าการค้นพบของเขาเป็นเหตุการณ์สำคัญในโลกแห่งวิทยาศาสตร์ในช่วงทศวรรษที่ 1930

การออกแบบการทดลอง

ในช่วงเวลาที่เขาอยู่ใน Pasadena Millikan เริ่มสนใจเรื่องรังสีคอสมิกอีกครั้ง ในการทดลองของเขาเขาใช้อิเล็กโทรสโคปและบารอมิเตอร์ที่ส่งขึ้นไปในชั้นบรรยากาศโดยใช้ลูกโป่งทำให้เกิดเสียง

บอลลูนเหล่านี้มีความสูงถึง 11.2 และ 15.2 กิโลเมตร ค่าเครื่องมือถูกรวบรวมจากการขึ้นและลงทำให้สามารถกำหนดค่าช็อกระหว่างขั้นตอนได้

การทดลองเหล่านี้ดำเนินการโดย Millikan ในฤดูใบไม้ผลิปี 1922 กับ IS Bowen การวิจัยของพวกเขาแสดงให้เห็นว่ารังสีคอสมิกทะลุทะลวงได้มากกว่ารังสีอื่น ๆ

มีความชัดเจนที่จะระบุว่าก่อนการตรวจสอบของ Millikan รังสีคอสมิกถูกศึกษาโดยนักอุตุนิยมวิทยาและผู้เชี่ยวชาญด้านกัมมันตภาพรังสีเท่านั้น หลังจากงานเหล่านี้ได้มีการเปิดสาขาการศึกษาและการวิจัยใหม่สำหรับนักฟิสิกส์ในยุคนั้น

รางวัลและความแตกต่าง

ในปีพ. ศ. 2466 Millikan ได้รับการสื่อสารที่ประกาศว่าเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากการวิจัยเกี่ยวกับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกและประจุของอิเล็กตรอน

Millikan เข้าร่วมการประชุม Solvay Congress ครั้งที่สามในกรุงบรัสเซลส์ในปีพ. ศ. 2464 เรื่องของการประชุมคืออะตอมและอิเล็กตรอน

เขาได้รับปริญญาเอก Honoris Causa จากมหาวิทยาลัยยี่สิบห้าแห่ง นอกเหนือจากรางวัล Comstock Award, Edison Medal และ Hughes Medal

อ้างอิง

1. Millikan นักฟิสิกส์ที่มาดูอิเล็กตรอน สืบค้นเมื่อ 28 ธันวาคมจาก: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 2411-2496 บันทึกชีวประวัติ สืบค้นเมื่อ 28 ธันวาคมจาก: nasonline.org
3. เรเยส (1998). ข้อควรพิจารณาบางประการเกี่ยวกับบทบาทของการทดลองในผลงานรังสีคอสมิกในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 กรณีของ Robert Andrews Millikan สืบค้นเมื่อ 29 ธันวาคมจาก: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (2497). Robert Andrews Millikan: พ.ศ. 2411-2496 สืบค้นเมื่อ 28 ธันวาคมจาก: science.sciencemag.org
5. กัลล์สแตรนด์ A. (1924). การนำเสนอรางวัลโนเบลให้กับ Robert A. Millikan สืบค้นเมื่อ 28 ธันวาคมจาก: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) การทดลองหยดน้ำมัน Millikan สืบค้นเมื่อวันที่ 29 ธันวาคมจาก: britannica.com