Милликен Роберт: биография, открытия ученого-физика

Роберт Эндрюс Милликен, краткая биография которого будет представлена вашему вниманию в статье, родился 22 марта 1868 года, в городе Моррисоне, который находится в штате Иллинойс. Его отец, Сайлас Франклин Милликен был священнослужителем в конгрегационалистской церкви, мать - Мэри Джейн Милликен - долгое время работала деканом колледжа Оливе, который расположился в штате Мичиган. Также помимо Роберта в семье было еще два мальчика и три девочки.

Детство и юношеские годы

Гражданином какой страны был Роберт Милликен? До семи лет будущий лауреат Нобелевской премии проживал в родном Моррисоне, однако его родители приняли решение переехать, выбор пал на город Макуокет (штат Айова). Это был совсем маленький городок, расположившийся вблизи реки Миссисипи. Он так и остался гражданином США. Там Роберт окончил среднюю школу, после чего сразу решил поступить в колледж. Он выбрал Оберлин, находящийся в штате Огайо. Скорее всего, данный колледж советовала мать, ведь когда-то она сама его окончила.

Во время обучения Роберт изучал множество различных наук, но больше всего интересовался математикой и древнегреческим языком. Там же он прошел небольшой курс по физике, длившийся всего-навсего двенадцать недель. После чего он говорил, что данный курс не дал ему нечего, и это была пустая трата времени. Совсем скоро Милликену сделали предложение самому проводить курсы по физике в подготовительной школе, которая находилась при колледже. Роберт согласился, ведь за данную работу ему платили, и на этой должности он провел два года.

В 1891 году он получил степень бакалавра, а уже в 1893-м стал магистром. Руководство колледжа решило поддержать молодого, но перспективного парня, и отправили документы в Колумбийский университет, приложив к ним конспекты его занятий. После этого Роберт Эндрюс Милликен был не только принят, но также получал стипендию.

Шаг в большую жизнь

По прибытии в Колумбийский университет Роберт начал работу со своим новым наставником, физиком-изобретателем Майклом Пьюпином. Но одним университетом Милликен не ограничился, и поэтому лето он решил провести в Чикагском университете, поработав вместе с известным ученым-физиком Альбертом Майкельсоном. Эти события, судя по всему, очень сильно повлияли на Роберта и его взгляды, именно в это время он и принял для себя решение связать свою жизнь с физикой, исследованиями и экспериментами.

Уже в 1895 году он сумел защитить диссертацию на тему поляризации света и получил докторскую степень. Спустя год Милликен отправился в путешествие по Европе. Он побывал в Берлине, Париже и многих других городах. Также он смог познакомиться со многими известными учеными и исследователями, например Анри Беккерелем. Данный опыт во многом повлиял на молодого ученого и еще сильнее утвердил его желание продолжать заниматься физикой и другой научной деятельностью.

Возвращение домой

В 1896 году Роберт Эндрюс Милликен возвращается на родину, в Соединенные Штаты Америки. После непродолжительного отдыха ученый решил поработать в Чикагском университете вместе с Майкельсоном, став его ассистентом. Последующие двенадцать лет свою научную деятельность он разбавлял написанием учебников по физике. И это был очень важный шаг, ведь до выхода учебников Милликена все книги были простыми переводами других учебников с немецкого и французского языков. А вот уже его были написаны с нуля, американским ученым для американских студентов. Они распространились по всей стране и оставались стандартными учебниками более пятидесяти лет! Данный шаг был действительно важным для самого ученого и для всей системы обучения страны.

В 1907 году Роберт стал ассистент-профессором, а уже в 1910-м он сумел стать полноценным профессором по физике.

Роберт Милликен: открытия и эксперименты

В 1908 году Роберт решил остановить свою работу над учебниками, видимо, жажда открытий и стремление получить ответы на все вопросы взяли над ним верх. Он начал уделять все больше и больше своего времени оригинальным исследованиям. А точнее, Милликена, как и тысячи других ученых-физиков тех времен, очень сильно заинтересовал электрон, который был открыт совсем недавно. Конкретнее, его интересовала величина заряда, ведь ее никто так и не смог измерить точно. Попытки это сделать предпринимал один английский ученый - Уилсон. Однако его работа не увенчалась успехом, так как все результаты были всего лишь приблизительным числом, а не точным.

Роберт Эндрюс Милликен пробовал вычислить, как влияет электронное поле на облако эфиров, но не конкретно на каплю. Со временем множество ученых пришло к выводу, что разные электроны имеют совершенно разные заряды. Тогда Милликену пришла в голову мысль провести свой собственный эксперимент и узнать, действительно ли разные электроны имеют разный заряд, или нет. В тот момент Роберт создал метод заряженной капли. Это стало идеальным примером красивого эксперимента, а также одним из его великих достижений, за которое он и получил Нобелевскую премию.

Сначала Роберт Милликен, фото которого вы можете увидеть в статье, решил, что нужно улучшить экспериментальную установку, которой воспользовался Уилсон. Во первых, была построена другая батарея, которая, в свою очередь, являлась более мощным прототипом и создавала электрическое поле гораздо сильнее, чем раньше. Во вторых, получилось изолировать несколько заряженных капель воды, которые находились между пластинками из метала. Когда активировали поле, то капля начинала медленно двигаться вверх, когда поле выключали - капля начинала медленно опускаться вниз, поддаваясь воздействию гравитации. Активируя и деактивируя поле, Роберт изучал каждую каплю на протяжении сорока пяти секунд, после чего она испарялась.

Уже в 1909 году ученый смог понять, что заряд капли всегда остается целым и кратным своей фундаментальной величине. Данный результат оказался очень убедительным доказательством того, что электрон является фундаментальной частицей с одинаковой массой и одинаковым зарядом. Конечно, во время эксперимента перед ученым стала масса проблем, однако терпеливое и продуманное решение каждой из них принесло свои плоды. Например, со временем Милликен пришел к выводу, что лучше заменить воду маслом, таким образом, время наблюдения увеличилось с сорока пяти секунд до четырех с половиной часов. Это дало возможность лучше понимать процессы, а также устранять погрешности и неточности в измерениях.

Уже в 1913 году Роберт смог показать миру свое умозаключение в данном вопросе. Результат его исследования оказался востребованным на протяжении семидесяти лет, и только недавно с помощью самого современного оборудования и техники ученые смогли внести небольшие корректировки.

Другие исследования физика

Еще в то время, когда Милликен работал над учебниками, попутно он проводил некоторые эксперименты, например исследования фотоэлектрического эффекта. Суть эксперимента была в том, что данный эффект позволял выталкивать из металла электроны с помощью света. Еще в 1905 году известный ученый Альберт Эйнштейн пытался разобраться в данном вопросе, прибегая к помощи своей гипотезы о том, что свет создан из частиц, которые он называл фотонами. Правда, его гипотеза была всего лишь обобщением идеи другого ученого, Макса Планка. Но в то время гипотеза Эйнштейна была противоречивой, и сообщество ученых не поверило в нее.

Краткая биография Роберта Милликена содержит информацию о том, что в 1912 году он решил самостоятельно проверить идеи Альберта Эйнштейна. Для этого было затрачено много сил и средств. К примеру, была создана новая экспериментальная установка, цель который была в том, чтобы исключать факторы, влияющие на точные результаты, и убрать погрешности. По окончании эксперимента Роберт Милликен был крайне удивлен результатом, ведь соотношение, которое выдвинул Эйнштейн, оказалось правильным. И дальше больше, с помощью этих результатов стало возможно гораздо точнее определить значение постоянной Планка. Данные, которые собрал ученый, увидели мир уже в 1914 году, что очень сильно повлияло на ход мысли других ученых-физиков.

Нобелевская премия

Как свидетельствует биография Роберта Милликена, в 1923 году он получил Нобелевскую премию. Во время чтения лекции на вручении награды он сказал, что наука шагает на двух ногах, то есть - теории и эксперименте. Это утверждение было очень правильным, ведь говорил эти слова Милликен, опираясь на свой собственный научный опыт. Но открытия, описанные выше, это далеко не все, что Роберт сделал в своей жизни. За время, прожитое в Чикаго, ученый смог провести множество экспериментов и исследований.

Деятельность после получения Нобелевской премии

К числу его важных работ можно отнести также исследования электромагнитного спектра, работу по броуновскому движению. Результаты его трудов принесли ему мировое признание в научной среде, а его авторитет стал очень весомым. Чуть позже результаты его работы привлекли промышленников. К примеру, его позвали консультировать компанию «Вестерн электрик». Их интересовало мнение ученого касательно вакуумных приборов. Также до 1926 года Милликен работал экспертом в патентном бюро. Спустя время известный астроном Джордж Хейл пригласил Роберта поработать в Вашингтоне, где последний получил должность главы научных исследований Национального Совета. Это была серьезная организация, созданная под управлением Национальной Академии наук.

Еще ученому пришлось служить в армии во время Первой мировой войны, так как он был гражданином США и попадал под призыв. Милликен был направлен в войска связи, его обязанностью было наладить контакт и координировать действия ученых и инженеров. В основном он работал в сфере связи подводных лодок. Для армии это было просто критическим вопросом, ведь подводные лодки в начале 20-го века были очень серьезной угрозой для армии противника.

Жизнь ученого после войны

После того как война закончилась, Роберт вернулся в уже ставший родным Чикагский университет, но совсем ненадолго. Руководство Калифорнийского технологического института сделало ученому серьезное предложение. Конкретнее, возглавил Роберт Милликен электронную лабораторию по физике. Бюджет по тем временам был огромный, и составлял он более 90000 долларов в год. Работая в институте, он со временем стал его президентом. Его целью было сделать из "КалТеха" самый мощный и продвинутый институт во всем мире. К работе в электронной лаборатории по физике Роберта Милликена были привлечены лучшие профессора со всей страны и воспитаны самые талантливые студенты. В Калифорнийском технологическом институте ученый пробыл до конца своих дней. Он работал в научной сфере всю свою жизнь.

Семейная жизнь Роберта

Женился Роберт в 1902 году на Грете Бланшар. Она была выпускницей Чикагского университета, где так же, как и Милликен, изучала язык Древней Греции. У них появилось на свет три мальчика. Все они пошли по стопам отца и также занялись научной деятельностью.

Последние дни великого ученого

Скончался Роберт Эндрюс Милликен 19 декабря 1953 года, в городе Сан-Марино, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки.

Наследие

Роберт Милликен являлся одним из самых выдающихся ученых своего времени. Его учебные пособия прослужили школьникам и студентам более 50 лет! Открытия, сделанные Робертом, актуальны даже в наши дни.