Robert Andrews Millikan para niños
Datos para niños Robert Andrews Millikan |
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 Robert Andrews Millikan en 1891
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| Información personal | ||
| Nacimiento | 22 de marzo de 1868 Morrison (Illinois), Estados Unidos |
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| Fallecimiento | 19 de diciembre de 1953 San Marino (California), Estados Unidos |
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| Causa de muerte | Infarto agudo de miocardio | |
| Sepultura | Forest Lawn Memorial Park | |
| Nacionalidad | Estadounidense | |
| Religión | Iglesia congregacional | |
| Familia | ||
| Cónyuge | Greta Millikan | |
| Educación | ||
| Educado en | Oberlin College Universidad de Columbia |
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| Supervisores doctorales | Michael Pupin Albert Abraham Michelson |
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| Supervisor doctoral | Albert Abraham Michelson y Ogden Rood | |
| Información profesional | ||
| Área | Física | |
| Conocido por | carga del electrón física de radiación cósmica Experimento de Millikan (1912) |
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| Empleador | Universidad de Chicago Instituto de Tecnología de California |
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| Estudiantes doctorales | William Pickering Robley D. Evans Harvey Fletcher Chung-Yao Chao |
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| Rama militar | Ejército de los Estados Unidos | |
| Rango militar | Lieutenant colonel | |
| Miembro de |
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| Distinciones |  Premio Nobel de Física (1923)Medalla Hughes (1923) Medalla Franklin (1937) |
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Robert Andrews Millikan (nacido el 22 de marzo de 1868 en Morrison (Illinois), Illinois, y fallecido el 19 de diciembre de 1953 en San Marino (California), California) fue un físico estadounidense muy importante. Ganó el Premio Nobel de Física en 1923.
Se le reconoce principalmente por sus estudios para calcular el valor de la carga del electrón y por su trabajo sobre el efecto fotoeléctrico. También investigó los rayos cósmicos.
Contenido
Biografía de Robert A. Millikan
Robert A. Millikan se graduó en la Universidad de Oberlin en 1891. Luego, obtuvo su doctorado en la Universidad de Columbia en 1895.
En 1896, comenzó a trabajar como asistente en la Universidad de Chicago. Allí, se convirtió en profesor en 1910 y trabajó hasta 1921.
¿Cómo midió la carga del electrón?
En 1907, Millikan empezó a investigar cómo medir la carga del electrón. Para ello, estudió cómo los campos eléctricos y gravitatorios afectaban a pequeñas gotas de agua (en 1909).
Sus primeros resultados indicaban que la carga eléctrica de las gotas siempre era un múltiplo de una carga eléctrica muy pequeña. Sin embargo, el experimento con gotas de agua no era lo suficientemente preciso porque las gotas se evaporaban muy rápido.
En 1910, Millikan logró resultados más exactos. Cambió las gotas de agua por gotas de aceite en su famoso experimento con gotas de aceite. Con este método, pudo calcular el primer valor preciso de la carga eléctrica elemental.
Contribuciones al efecto fotoeléctrico y los rayos cósmicos
En 1916, Robert A. Millikan usó sus habilidades para comprobar una ecuación que el físico alemán Albert Einstein había propuesto en 1905. Esta ecuación explicaba el efecto fotoeléctrico. Al hacerlo, también pudo calcular con precisión la constante "h" de Planck.
En 1921, Millikan dejó la Universidad de Chicago. Se convirtió en Director del Laboratorio de Física Norman Bridge en el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena.
Allí, se dedicó a estudiar una radiación que el físico Victor Hess había descubierto. Esta radiación venía del espacio exterior. Millikan demostró que esta radiación era de origen extraterrestre y la llamó «rayos cósmicos».
Como presidente del Consejo Ejecutivo del Caltech (el grupo que dirigía la institución en ese momento) desde 1921 hasta su jubilación en 1945, Robert A. Millikan ayudó a que Caltech se convirtiera en uno de los centros de investigación más importantes de Estados Unidos.
También participó en el patronato del Servicio de Ciencia, que hoy se conoce como Sociedad para la Ciencia y el Público, desde 1921 hasta 1953.
Millikan también investigó la radiactividad de los minerales de uranio y cómo se comportan los gases cuando se les aplica una descarga eléctrica. Más tarde, estudió las radiaciones ultravioletas.
Sus estudios y formación
Robert A. Millikan nació el 22 de marzo de 1868 en Morrison, Illinois. Asistió a la escuela secundaria en Maquoketa, Iowa.
Obtuvo su título en ciencias clásicas en la Facultad Oberlin en 1891. Luego, en 1895, consiguió su doctorado en Física en la Universidad de Columbia. Fue la primera persona en obtener un doctorado en ese departamento.
Millikan siempre tuvo un gran interés en la educación. Fue coautor de varios libros de texto muy populares e influyentes. Estos libros eran avanzados para su época. A diferencia de otros libros, explicaban la física de una manera que los físicos la entendían. También incluían muchos problemas que hacían pensar a los estudiantes, en lugar de solo pedirles que usaran fórmulas.
En 1902, se casó con Greta Ervin Blanchard. Tuvieron tres hijos: Clark Blanchard, Glenn Allen y Max Franklin.
Descubrimientos científicos importantes
La carga del electrón
A partir de 1909, mientras era profesor en la Universidad de Chicago, Millikan comenzó a trabajar en su experimento con gotas de aceite para medir la carga del electrón. Antes, J.J. Thomson había descubierto la relación entre la carga y la masa del electrón, pero no había medido cada una por separado. Si se podía determinar uno de estos valores, el otro se podía calcular fácilmente.
Robert A. Millikan y su estudiante Harvey Fletcher usaron el experimento de la gota de aceite para medir la carga del electrón (y así su masa) y el Número de Avogadro.
Aunque el descubrimiento fue un trabajo de ambos, Millikan quería ser el único autor del artículo sobre la carga del electrón. Hizo un acuerdo con Harvey Fletcher: Millikan sería el único autor del artículo sobre la carga del electrón, y a cambio, Fletcher sería el único autor del artículo sobre el Número de Avogadro, que podría usar como su tesis doctoral. Fletcher no estaba muy contento, pero aceptó porque Millikan era su profesor.
Después de que Fletcher defendiera su doctorado en 1911, no siguió trabajando con Millikan. A pesar de esto, y aunque la determinación de la carga del electrón fue una de las razones principales por las que Millikan recibió el Premio Nobel de Física en 1923, ambos mantuvieron una buena relación. La historia de su acuerdo no se hizo pública hasta después de la muerte de ambos.
Después de que Millikan publicara sus resultados en 1910, el físico austriaco Felix Ehrenhaft intentó repetir el experimento de la gota de aceite, pero obtuvo resultados diferentes. Esto inició una discusión que duró años, hasta que en 1913 Robert A. Millikan publicó sus datos finales.
La carga elemental es una de las constantes más importantes en la física. Medirla con precisión es muy valioso para la ciencia. El experimento medía la fuerza de una pequeña gota cargada que se mantenía en el aire por un campo eléctrico, en contra de la fuerza de la gravedad. Conociendo el campo eléctrico, se podía calcular la carga de la gota.
Millikan repitió el experimento muchas veces. Descubrió que los resultados se podían explicar si existía una única carga elemental (aproximadamente 1,592 x10-19 coulomb). Las cargas que medía eran siempre múltiplos exactos de este número. El valor aceptado hoy es un poco diferente (1,602176487 x 10-19 C). Esto puede deberse a pequeñas diferencias en cómo se estimó la viscosidad del aire en ese momento.
En esa época, no todos estaban convencidos de que existieran partículas subatómicas. J. J. Thomson había descubierto en 1897 unas partículas cargadas negativamente, mucho más pequeñas que un átomo de hidrógeno. Pero como la electricidad y el magnetismo se veían como algo continuo, la carga también se pensaba que era continua.
Lo genial del experimento de la gota de aceite es que no solo midió la carga fundamental con precisión, sino que también demostró que la carga existe en "paquetes" o cantidades fijas, no de forma continua.
¿Hubo controversia en la selección de datos?
Ha habido cierta discusión sobre cómo Millikan eligió los datos para determinar la carga del electrón. Allan Franklin, un experto en historia de la ciencia, estudió esto. Después de revisar todas las gotas que Millikan no incluyó en su artículo de 1913, Franklin demostró que la mayoría de las omisiones se debieron a errores en el experimento.
Además, y esto es muy importante, incluso si Millikan hubiera incluido todos esos datos, el resultado final no habría cambiado mucho.
Un estudio muy bueno sobre el experimento de Millikan es Subelectrons, Presuppositions, and the Millikan-Ehrenhaft Dispute de Gerald Holton. Holton dice que el artículo de Millikan de 1909 es notable por su honestidad, algo "poco común en la ciencia". Millikan incluyó sus opiniones personales sobre la fiabilidad de cada una de las 38 observaciones de gotas.
El historiador de la ciencia Robert P. Crease menciona que Holton examinó los cuadernos de laboratorio de Millikan. En ellos, Millikan había estudiado 140 gotas, no solo las 58 que mencionó en su artículo de 1913. Crease sugiere dos razones para esto: una fue la discusión con Ehrenhaft; Millikan no quería darle más argumentos. La segunda razón es que Millikan no consideraba "datos" las gotas que tenían errores, como problemas con el voltaje o el cronómetro.
El efecto fotoeléctrico
Cuando Albert Einstein publicó su importante artículo sobre la naturaleza de la luz, Millikan pensó que algo debía estar mal. Los científicos habían creído durante 50 años que la luz era una onda, y Millikan estaba de acuerdo. Así que se propuso demostrar que la teoría de Einstein era incorrecta.
Durante diez años, Millikan realizó experimentos. Para ello, tuvo que construir un "taller mecánico en vacío" para tener una superficie metálica muy limpia que funcionara como foto-electrodo.
El experimento medía la energía de los electrones que salían de una placa de metal cuando un rayo de luz la golpeaba. Sin embargo, para su sorpresa, los resultados confirmaron la teoría de Einstein sobre la naturaleza de la luz. Además, el experimento permitió calcular el valor de la constante de Planck con la mayor precisión hasta ese momento.
Décadas después, cuando Millikan hablaba de su trabajo, todavía mostraba algo de frustración. Dijo que pasó diez años comprobando la teoría de Einstein de 1905 y, a pesar de sus expectativas, se vio obligado a confirmar que era correcta, aunque le pareciera "irrazonable". En su autobiografía de 1950, declaró que su trabajo "apenas permitía otra interpretación que la que Einstein había sugerido originalmente, la teoría de los fotones de la luz".
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Aun así, en la época de sus experimentos, Millikan no aceptaba que su experimento probara que la luz estaba hecha de "paquetes" de energía (cuantos). Solo admitía que las matemáticas de Einstein coincidían con sus experimentos. En su artículo sobre el efecto fotoeléctrico, Millikan escribió que la ecuación de Einstein "parece predecir exactamente en todos los casos los resultados observados... Sin embargo, la teoría por la que Einstein llegó a su ecuación parece actualmente completamente insostenible". Millikan también describió la teoría de Einstein sobre las partículas de luz como una "hipótesis atrevida, por no llamarla insensata".
Millikan sabía que sin las ecuaciones de Einstein no se podía explicar el fenómeno de la fotoelectricidad usando la idea clásica de la luz. Por eso, sabía que algo tenía que cambiar, pero la idea de los fotones no le gustaba. Además, Millikan trabajaba con Michelson (su director de tesis), quien creyó toda su vida en la existencia de un "éter" por donde viajaban las ondas de luz (aunque sus propios experimentos demostraban que no existía). Esto reforzaba su creencia en que la luz era solo una onda.
Aunque sus resultados confirmaron las predicciones de Einstein, Robert A. Millikan fue muy cauteloso con los nuevos descubrimientos en la física. Incluso en una versión de sus libros de texto de 1927, seguía explicando la existencia del éter y presentaba la teoría de la relatividad con precaución. En su discurso al recibir el Premio Nobel de Física en 1923, Millikan volvió a decir que "el concepto de cuantos de luz localizados a partir del cual Einstein consiguió su ecuación debe ser considerado aún como lejos de estar establecido".
Reconocimientos importantes
- Recibió el Premio Nobel de Física en 1923.
- En 1910, fue premiado con la medalla Hughes por la Royal Society. Se le otorgó por su trabajo en la determinación de la carga del electrón y otras constantes físicas.
- El cráter lunar Millikan lleva su nombre en su honor.
Ver también
- Historia de la electricidad
- Experimento de Millikan
Véase también
En inglés: Robert Andrews Millikan Facts for Kids
