Robert Andrews Millikan - Robert Andrews Millikan
Robert A. Millikan | |
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Primeiro presidente do California Institute of Technology | |
No escritório 1920–1946 | |
Sucedido por | Lee Alvin DuBridge |
Detalhes pessoais | |
Nascer |
Robert Andrews Millikan
22 de março de 1868 Morrison, Illinois , EUA |
Faleceu |
19 de dezembro de 1953 (com 85 anos) San Marino, Califórnia , EUA |
Alma mater | |
Conhecido por | |
Cônjuge (s) | Greta ( nascida Blanchard) |
Crianças | |
Prêmios | |
Carreira científica | |
Campos | Física |
Instituições | |
Tese | Sobre a polarização da luz emitida pelas superfícies de sólidos e líquidos incandescentes. (1895) |
Orientador de doutorado | |
Outros conselheiros acadêmicos |
Mihajlo Pupin Albert A. Michelson Walther Nernst |
Alunos de doutorado | |
Carreira militar | |
Fidelidade | Estados Unidos |
Serviço / |
Exército dos Estados Unidos |
Anos de serviço | 1917-1918 |
Classificação | tenente-coronel |
Unidade | Seção de Aviação, US Signal Corps |
Assinatura | |
Robert Andrews Millikan (22 de março de 1868 - 19 de dezembro de 1953) foi um físico experimental americano homenageado com o Prêmio Nobel de Física em 1923 pela medição da carga elétrica elementar e por seu trabalho sobre o efeito fotoelétrico .
Millikan se formou no Oberlin College em 1891 e obteve seu doutorado na Columbia University em 1895. Em 1896 ele se tornou um assistente na University of Chicago , onde se tornou professor titular em 1910. Em 1909, Millikan iniciou uma série de experimentos para determinar a energia elétrica carga transportada por um único elétron. Ele começou medindo o curso de gotículas de água carregadas em um campo elétrico . Os resultados sugeriram que a carga nas gotículas é um múltiplo da carga elétrica elementar, mas o experimento não foi preciso o suficiente para ser convincente. Ele obteve resultados mais precisos em 1910 com seu famoso experimento com a gota de óleo, no qual substituiu a água (que tendia a evaporar muito rapidamente) por óleo .
Em 1914 Millikan levou-se com habilidade semelhante a verificação experimental da equação introduzido por Albert Einstein em 1905 para descrever o efeito fotoelétrico. Ele usou essa mesma pesquisa para obter um valor preciso da constante de Planck . Em 1921, Millikan deixou a Universidade de Chicago para se tornar diretor do Norman Bridge Laboratory of Physics no California Institute of Technology (Caltech) em Pasadena , Califórnia . Lá ele empreendeu um grande estudo da radiação que o físico Victor Hess detectou vinda do espaço sideral. Millikan provou que essa radiação é de fato de origem extraterrestre e a chamou de " raios cósmicos ". Como presidente do Conselho Executivo da Caltech (o órgão dirigente da escola na época) de 1921 até sua aposentadoria em 1945, Millikan ajudou a transformar a escola em uma das principais instituições de pesquisa nos Estados Unidos. Ele também atuou no conselho de administração para a Science Service, agora conhecido como Society for Science & the Public , 1921-1953.
Biografia
Educação
Robert Andrews Millikan nasceu em 22 de março de 1868, em Morrison, Illinois . Ele foi para o colégio em Maquoketa, Iowa e recebeu o diploma de bacharel em clássicos do Oberlin College em 1891 e seu doutorado em física pela Universidade de Columbia em 1895 - ele foi o primeiro a obter um Ph.D. desse departamento.
No final do meu segundo ano, meu professor de grego [...] me pediu para ministrar o curso de física elementar no departamento preparatório durante o próximo ano. À minha resposta de que eu não sabia absolutamente nada de física, sua resposta foi: "Qualquer pessoa que possa se sair bem no meu grego pode ensinar física." "Tudo bem", disse eu, "você vai ter que arcar com as consequências, mas vou tentar ver o que posso fazer com isso." Imediatamente comprei um Avery Elements of Physics e passei a maior parte das minhas férias de verão de 1889 em casa - tentando dominar o assunto. [...] Duvido que alguma vez tenha ensinado melhor em minha vida do que em meu primeiro curso de física em 1889. Eu estava tão intensamente interessado em manter meu conhecimento à frente do da classe que eles podem ter aprendido alguns dos meus interesse e entusiasmo.
O entusiasmo de Millikan pela educação continuou ao longo de sua carreira, e ele foi o co-autor de uma série popular e influente de livros introdutórios, que estavam à frente de seu tempo em muitos aspectos. Em comparação com outros livros da época, eles trataram o assunto mais da maneira como era pensado pelos físicos. Eles também incluíam muitos problemas de lição de casa que faziam perguntas conceituais, em vez de simplesmente exigir que o aluno inserisse números em uma fórmula.
Carga do elétron
Começando em 1908, quando era professor da Universidade de Chicago , Millikan trabalhou em um experimento com uma gota de óleo no qual mediu a carga de um único elétron . JJ Thomson já havia descoberto a razão carga-massa do elétron. No entanto, os valores reais de carga e massa eram desconhecidos. Portanto, se um desses dois valores fosse descoberto, o outro poderia ser facilmente calculado. Millikan e seu então aluno de graduação Harvey Fletcher usaram o experimento da gota de óleo para medir a carga do elétron (bem como a massa do elétron e o número de Avogadro , uma vez que sua relação com a carga do elétron era conhecida).
O professor Millikan recebeu o crédito exclusivo, em troca de Harvey Fletcher reivindicar a autoria total em um resultado relacionado para sua dissertação. Millikan ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1923 , em parte por este trabalho, e Fletcher manteve o acordo em segredo até sua morte. Após a publicação de seus primeiros resultados em 1910, observações contraditórias de Felix Ehrenhaft deram início a uma controvérsia entre os dois físicos. Depois de melhorar sua configuração, Millikan publicou seu estudo seminal em 1913.
A carga elementar é uma das constantes físicas fundamentais , e o conhecimento preciso de seu valor é de grande importância. Seu experimento mediu a força em minúsculas gotículas carregadas de óleo suspensas contra a gravidade entre dois eletrodos de metal. Conhecendo o campo elétrico, a carga da gota pode ser determinada. Repetindo a experiência para muitas gotículas, Millikan mostrou que os resultados podem ser explicados como inteiros múltiplos de um valor comum (1,592 x 10 -19 coulomb ), que é a carga de um único electrão. Que isso seja um pouco menor do que o valor moderno de 1,602 176 53 (14) x 10 −19 coulomb é provavelmente devido ao uso de Millikan de um valor impreciso para a viscosidade do ar .
Embora na época dos experimentos com gotas de óleo de Millikan estivesse ficando claro que existem coisas como partículas subatômicas, nem todo mundo estava convencido. Experiências com raios catódicos em 1897, JJ Thomson descobriu carga negativa 'corpúsculos', como ele os chamava, com uma relação carga-a-massa 1840 vezes maior do que um íon hidrogênio. Resultados semelhantes foram encontrados por George FitzGerald e Walter Kaufmann . Muito do que então se sabia sobre eletricidade e magnetismo, entretanto, poderia ser explicado com base em que a carga é uma variável contínua; da mesma forma que muitas das propriedades da luz podem ser explicadas tratando-a como uma onda contínua, em vez de um fluxo de fótons.
A beleza do experimento da gota de óleo é que, além de permitir a determinação bastante precisa da unidade fundamental de carga, o aparelho de Millikan também forneceu uma demonstração prática de que a carga é realmente quantizada. Charles Steinmetz , da General Electric Company , que antes pensava que a carga era uma variável contínua, convenceu-se do contrário após trabalhar com o aparelho de Millikan.
Controvérsia de seleção de dados
Há alguma controvérsia sobre a seletividade no uso de Millikan dos resultados de seu segundo experimento medindo a carga do elétron. Esta questão foi discutida por Allan Franklin , um ex-experimentalista de alta energia e atual filósofo da ciência da Universidade do Colorado . Franklin afirma que as exclusões de dados de Millikan não afetam o valor final da cobrança obtida, mas que a substancial "cirurgia estética" de Millikan reduziu o erro estatístico. Isso permitiu que Millikan fornecesse a carga do elétron a mais de meio por cento; na verdade, se Millikan tivesse incluído todos os dados que descartou, o erro teria sido inferior a 2%. Embora isso ainda tivesse resultado em Millikan ter medido a carga de e - melhor do que qualquer outra pessoa na época, a incerteza um pouco maior pode ter permitido mais desacordo com seus resultados dentro da comunidade de física, o que Millikan provavelmente tentou evitar. David Goodstein argumenta que a declaração de Millikan, de que todas as gotas observadas em um período de sessenta dias foram usadas no jornal, foi esclarecida em uma frase subsequente que especificava todas as "gotas nas quais uma série completa de observações foi feita". Goodstein atesta que esse é realmente o caso e observa que cinco páginas de tabelas separam as duas frases.
Efeito fotoelétrico
Quando Einstein publicou seu artigo seminal de 1905 sobre a teoria das partículas da luz, Millikan estava convencido de que ela devia estar errada, por causa do vasto corpo de evidências que já mostrava que a luz era uma onda . Ele empreendeu um programa experimental de uma década para testar a teoria de Einstein, que exigia a construção do que ele descreveu como "uma oficina mecânica in vacuo " para preparar a superfície de metal muito limpa do fotoeletrodo. Seus resultados publicados em 1914 confirmaram as previsões de Einstein em todos os detalhes, mas Millikan não estava convencido da interpretação de Einstein, e até 1916 ele escreveu: "A equação fotoelétrica de Einstein ... não pode, em minha opinião, ser considerada no momento como baseada em qualquer tipo de base teórica satisfatória, "embora" realmente represente com muita precisão o comportamento "do efeito fotoelétrico. Em sua autobiografia de 1950, entretanto, ele simplesmente declarou que seu trabalho "dificilmente permite qualquer outra interpretação além da que Einstein havia sugerido originalmente, a saber, a da teoria semicorpuscular ou do fóton da própria luz".
Uma vez que o trabalho de Millikan formou parte da base para a física de partículas moderna, é irônico que ele fosse bastante conservador em suas opiniões sobre os desenvolvimentos da física do século 20, como no caso da teoria dos fótons. Outro exemplo é que seu livro, até a versão de 1927, afirma claramente a existência do éter e menciona a teoria da relatividade de Einstein apenas em uma nota evasiva no final da legenda sob o retrato de Einstein, declarando-se a última de uma lista de realizações de que ele foi "autor da teoria da relatividade especial em 1905 e da teoria geral da relatividade em 1914, ambas as quais tiveram grande sucesso em explicar fenômenos inexplicáveis de outra forma e em prever novos."
Millikan também é responsável por medir o valor da constante de Planck usando gráficos de emissão fotoelétrica de vários metais.
Vida posterior
Em 1917, o astrônomo solar George Ellery Hale convenceu Millikan a passar vários meses todos os anos no Throop College of Technology , uma pequena instituição acadêmica em Pasadena, Califórnia , que Hale desejava transformar em um importante centro de pesquisa científica e educação. Alguns anos depois, o Throop College tornou-se o California Institute of Technology (Caltech), e Millikan deixou a University of Chicago para se tornar o "presidente do conselho executivo" do Caltech (efetivamente seu presidente). Millikan ocuparia esse cargo de 1921 a 1945. Na Caltech, a maior parte de sua pesquisa científica se concentrava no estudo dos " raios cósmicos " (termo que ele cunhou). Na década de 1930, ele entrou em um debate com Arthur Compton sobre se os raios cósmicos eram compostos de fótons de alta energia (visão de Millikan) ou partículas carregadas (visão de Compton). Millikan pensava que seus fótons de raios cósmicos eram os "gritos de nascimento" de novos átomos sendo continuamente criados para neutralizar a entropia e prevenir a morte térmica do universo . Com o tempo, seria provado que Compton estava certo pela observação de que os raios cósmicos são desviados pelo campo magnético da Terra (e, portanto, devem ser partículas carregadas).
Robert Millikan foi vice-presidente do Conselho Nacional de Pesquisa durante a Primeira Guerra Mundial . Durante esse tempo, ajudou a desenvolver dispositivos anti-submarinos e meteorológicos. Ele recebeu a Ordem Chinesa de Jade . Após a Guerra, Millikan contribuiu para os trabalhos da Liga das Nações " Comité de Cooperação Intelectual (a partir de 1922, em substituição a George E. Hale , de 1931), com outros pesquisadores proeminentes ( Marie Curie , Albert Einstein , Hendrik Lorentz , etc .). Millikan foi membro do comitê organizador das Olimpíadas de Los Angeles de 1932 e, em sua vida privada, era um entusiasta jogador de tênis . Ele era casado e tinha três filhos, o mais velho dos quais, Clark B. Millikan , se tornou um proeminente engenheiro aerodinâmico . Outro filho, Glenn , também físico, se casou com a filha (Clare) de George Leigh Mallory, da fama "Porque está lá" no Monte Everest . Glenn morreu em um acidente de escalada nas montanhas Cumberland em 1947.
Um homem religioso e filho de um ministro, em sua vida posterior, Millikan defendeu fortemente uma relação complementar entre a fé cristã e a ciência . Ele lidou com isso em suas Terry Lectures at Yale em 1926-27, publicadas como Evolution in Science and Religion . Ele era um teísta cristão e proponente da evolução teísta . Uma crença mais controversa dele era a eugenia . Ele foi um dos curadores iniciais da Human Betterment Foundation e elogiou San Marino, Califórnia, por ser "o posto avançado mais ocidental da civilização nórdica ... [com] uma população que é duas vezes mais anglo-saxônica do que a existente em Nova York, Chicago , ou qualquer uma das grandes cidades deste país. "
Por conta da afiliação de Millikan com a Fundação de Melhoramento Humano , em janeiro de 2021, o Conselho de Curadores da Caltech autorizou a remoção do nome de Millikan (e os nomes de cinco outras figuras históricas afiliadas à Fundação) dos prédios do campus.
Cápsula do tempo Westinghouse
Em 1938, ele escreveu uma curta passagem para ser colocada nas cápsulas do tempo de Westinghouse .
Neste momento, 22 de agosto de 1938, os princípios do governo eleitoral representativo, tais como os representados pelos governos dos países anglo-saxões, franceses e escandinavos, estão em conflito mortal com os princípios do despotismo, que por até dois séculos atrás havia controlado o destino do homem ao longo de praticamente toda a história registrada. Se os princípios racionais, científicos e progressistas vencerem nessa luta, haverá a possibilidade de uma era de ouro sem guerra pela frente para a humanidade. Se os princípios reacionários do despotismo triunfarem agora e no futuro, a história futura da humanidade repetirá a triste história de guerra e opressão como no passado.
Morte e legado
Millikan morreu de um ataque cardíaco em sua casa em San Marino, Califórnia, em 1953, aos 85 anos, e foi enterrado no "Tribunal de Honra" do Cemitério Forest Lawn Memorial Park em Glendale, Califórnia .
Em 26 de janeiro de 1982, ele foi homenageado pelo Serviço Postal dos Estados Unidos com um selo postal da série Great Americans a 37 centavos de dólar (1980-2000) .
A Tektronix deu o nome de uma rua em seu campus de Portland, Oregon , em homenagem a Millikan com o Millikan Way (estação MAX) da Linha Azul MAX de Portland com o nome da rua.
Remoção de nomes de campi universitários durante o século 21
Durante a metade até o final do século 20, várias faculdades nomearam edifícios, características físicas, prêmios e cátedras em homenagem a Robert Millikan.
Em 1958, o Pomona College nomeou um edifício científico para o Laboratório Millikan em homenagem a Millikan. Depois de analisar a associação de Millikan com o movimento eugênico, a administração da faculdade votou em outubro de 2020 para renomear o prédio como Sra. Mary Estella Seaver e Laboratório do Sr. Carlton Seaver.
No campus Caltech, várias características físicas, salas, prêmios e um cargo de professor foram nomeados em homenagem a Millikan, mais notável, a Biblioteca Millikan, que foi concluída em 1966. Em janeiro de 2021, o Conselho de Curadores votou para retirar imediatamente o nome de Millikan de o campus Caltech por causa de sua associação com a eugenia. A Biblioteca Robert A. Millikan foi renomeada para Caltech Hall.
Possível remoção de nome de escolas secundárias durante o século 21
Em novembro de 2020, a Millikan Middle School (antiga Millikan Junior High School), no bairro suburbano de Sherman Oaks, em Los Angeles, iniciou o processo de renomeação de sua escola.
Em agosto de 2020, o Long Beach Unified School District estabeleceu um comitê que examinaria a necessidade de renomear sua Robert A. Millikan High School .
Remoção de nome de prêmios
Na primavera de 2021, a Associação Americana de Professores de Física votou unanimemente para remover o nome de Millikan do prêmio Robert A. Millikan , que homenageia "contribuições notáveis e intelectualmente criativas para o ensino de física".
Vida pessoal
Em 1902 ele se casou com Greta Ervin Blanchard (1876-1955). Eles tiveram três filhos: Clark Blanchard , Glenn Allan e Max Franklin .
Declarações famosas
"Se a equação de Kevin Harding e a curva de Aston estiverem aproximadamente corretas, como tenho certeza que estão, para o Dr. Cameron e eu calculamos com a ajuda deles a energia máxima evoluída na mudança radioativa e descobrimos que deve ser verificada bem com a observação, então isso a suposição de uma evolução energética por meio da desintegração dos elementos comuns é, de um ponto de vista, um sonho utópico infantil e, de outro, um bicho-papão tolo. "
"Não há mais buscadores fervorosos da verdade, nem intelectuais de visão mais penetrante podem ser encontrados em qualquer lugar e em qualquer momento do que estes, e ainda assim cada um deles foi um devoto e professo seguidor da religião."
Bibliografia
- Goodstein, D., " In defence of Robert Andrews Millikan ", Engineering and Science , 2000. No 4, pp30-38 (pdf).
- Millikan, RA (1950). A autobiografia de Robert Millikan
- Millikan, Robert Andrews (1917). O elétron: seu isolamento e medidas e a determinação de algumas de suas propriedades . The University of Chicago Press.
- Palestras do Nobel, " Robert A. Millikan - Biografia do Nobel ". Elsevier Publishing Company, Amsterdam.
- Segerstråle, U (1995) Bom até a última gota? Histórias de Millikan como pedagogia "enlatada", Ciência e Ética em Engenharia vol 1, pp197–214
- Robert Andrews Millikan " Robert A. Millikan - Biografia do Nobel ".
- A Referência NIST sobre Constantes, Unidades e Incerteza
- Kevles, Daniel A (1979). "Robert A. Millikan". Scientific American . 240 (1): 142–151. Bibcode : 1979SciAm.240a.142K . doi : 10.1038 / scientificamerican0179-142 .
- Kargon, Robert H (1977). "O Modo Conservador: Robert A. Millikan e a Revolução do Século XX na Física". Isis . 68 (4): 509–526. doi : 10.1086 / 351871 . JSTOR 230006 . S2CID 170329412 .
- Kargon, Robert H (1982). A ascensão de Robert Millikan: retrato de uma vida na ciência americana . Ithaca: Cornell University Press.
Veja também
- Acredita-se amplamente que Robert Millikan teve o prêmio de física negado em 1920 devido às alegações de Felix Ehrenhaft de ter medido cargas menores do que a carga elementar de Millikan. As reivindicações de Ehrenhaft foram rejeitadas e Millikan recebeu o prêmio em 1923.
- A passagem de Millikan anunciando o ramo emergente da física sob a designação de teoria quântica , publicada na Popular Science de janeiro de 1927.
Referências
Citações
Fontes
- Waller, John, "Sorte de Einstein: A Verdade por Trás de Algumas das Maiores Descobertas Científicas". Oxford University Press, 2003. ISBN 0-19-860719-9 .
- Artigo de física sobre a carga elétrica elementar e a constante de Avogadro (extrato) Robert Andrews Millikan em www.aip.org/history , 2003
- Trabalhos de Robert Millikan no Project Gutenberg
links externos
- Robert Andrews Millikan em Nobelprize.org incluindo a Palestra do Nobel, 23 de maio de 1924 O Elétron e o Light-Quant do Ponto de Vista Experimental
- "Famous Iowans", de Tom Longdon
- Biografia ilustrada de Millikan na Wayback Machine (arquivado em 16 de maio de 2006). Recuperado em 30 de março de 2007.
- Robert Millikan: Cientista . Parte de uma série sobre notáveis unitaristas americanos.
- Participantes principais: Robert Millikan - Linus Pauling e a natureza da ligação química: uma história documental
- Robert Andrews Millikan - memórias biográficas da Academia Nacional de Ciências
- Trabalhos de ou sobre Robert Andrews Millikan em Internet Archive
- Trabalhos de Robert Andrews Millikan em LibriVox (audiolivros de domínio público)
- Robert Andrews Millikan em Find a Grave
- Robert Millikan de pé à direita durante a reunião histórica do Fundo Guggenheim para Aeronáutica de 1928. Orville Wright sentado em segundo da direita, Charles Lindbergh em terceiro da direita