ROBERT ANDREWS MILLIKAN: BIOGRAFIA, CALCOLO DELL'ELETTRONE, ALTRI CONTRIBUTI - BIOGRAFIE - 2026

Robert Andrews Millikan (1868-1953) è stato un rinomato fisico sperimentale, nonché un noto educatore e personaggio pubblico negli Stati Uniti durante i primi decenni del XX secolo. Allo stesso modo, ha fatto numerosi contributi e scoperte nei campi dell'elettricità, dell'ottica e della fisica molecolare.

Tuttavia, il grande risultato di Millikan fu il calcolo della carica dell'elettrone, che fu in grado di determinare grazie a quello che ora è noto come l'esperimento della goccia d'olio.

Robert A. Millikan presso il California Institute of Technology (Caltech) 1947. Fonte: Wikipedia commons

Oggi, questo lavoro è considerato un esempio ideale dell'applicazione del metodo scientifico. Tuttavia, al di là della sua ricerca, il successo di Millikan fu in gran parte dovuto alla lunga esperienza acquisita come risultato della persistenza nello studio dei fenomeni naturali.

Biografia

Vita privata

Robert Millikan nacque il 22 marzo 1868 a Morrison, Illinois, e morì il 19 dicembre 1953 a San Marino, in California.

Quando aveva cinque anni, Millikan e la sua famiglia si trasferirono a McGregor, Iowa. Due anni dopo, i Millikan si stabilirono a Maquoketa, dove Robert iniziò i suoi studi liceali. In generale, si può stabilire che l'educazione familiare è stata determinante nella sua vita professionale.

Allo stesso modo, la sua devozione e passione per il suo lavoro, che era sempre al di sopra dei suoi desideri e aspirazioni personali, oltre alla sua grande onestà intellettuale, lo hanno portato ad avere successo nella scienza e nella vita pubblica.

Nel 1902 sposò Greta Blanchard e si godette la luna di miele in Europa. Come risultato di questa unione, sono nati tre bambini: Clark, Glenn Allen e Max Franklin.

Studi applicati

Nel 1886 iniziò i suoi studi all'Oberlin College, dove imparò la trigonometria, la geometria analitica e il greco. Si laureò nel 1891 e conseguì il dottorato in fisica alla Columbia University nel 1895, essendo il primo a farlo nel dipartimento in cui studiò.

Dopo aver conseguito il dottorato, Millikan viaggiò in Germania (1895-1896), dove studiò in prestigiose università come Gottinga e Berlino.

Durante la sua permanenza in Europa si relazionò con importanti ricercatori come il fisico tedesco Roentgen (1845-1923), scopritore dei raggi X, o il francese Becquerel (1852-1903), i cui studi sulla radioattività furono decisivi nel mondo scientifico.

Ritorno in America

Nel 1910 a Millikan fu offerto un lavoro come assistente presso il Ryerson Laboratory dell'Università di Chicago, quindi accettandolo terminò il suo tour in Europa. In questa istituzione ha lavorato come insegnante, mantenendo l'incarico fino al 1921.

All'Università di Chicago, Millikan ha lavorato come ricercatore ed educatore, scoprendo alcune delle sue grandi passioni nell'insegnamento.

Nel 1921 lasciò l'Università di Chicago per diventare il direttore del Norman Bridge Physics Laboratory, situato presso il California Institute of Technology (Caltech) a Pasadena.

Durante la sua vita, Millikan ha insegnato cattedre in diverse aree della fisica, è stato il rettore del laboratorio di fisica presso il Norman Bridge Institute e il direttore del Caltech.

L'entusiasmo di Millikan per l'istruzione

Millikan era uno studente eccellente con una grande facilità nell'insegnamento, così alla fine del suo secondo anno all'Oberlin, il professore che gli insegnò il greco gli chiese di insegnare fisica elementare.

Si preparò duramente per questo incarico durante le vacanze estive del 1889. Millikan risolse tutti i problemi del libro di testo di fisica, poi fece di tutto per far lavorare gli studenti sui problemi durante tutto l'anno di corso.

Per Millikan, l'atto di risolvere molti problemi era la migliore metodologia per insegnare la fisica. Questo sistema di apprendimento è stato difeso dallo scienziato per tutta la vita, motivo per cui è anche considerato un grande appassionato di educazione.

Questa motivazione lo ha portato ad essere coautore di una serie di testi innovativi in ​​termini di metodologia didattica. I libri scritti da Millikan includevano molti problemi che incorporavano domande concettuali, il che era molto nuovo per l'epoca.

Millikan come agente pubblicitario nel settore dell'istruzione

Grazie alla sua determinazione ad aumentare la reputazione di Caltech, Millikan è stato considerato uno dei grandi agenti pubblicitari nel campo dell'istruzione. Ciò è stato necessario per trasformare l'Istituto in un prestigioso centro per l'insegnamento delle scienze naturali e dell'ingegneria.

Tuttavia, differiva fortemente dai suoi colleghi su questioni di politica, filosofia e religione. Inoltre, i suoi metodi amministrativi non erano convenzionali, ma la sua leadership personale era essenziale affinché le situazioni seguissero il corso corretto.

In conclusione, si può affermare che l'influenza di Millikan è stata un pilastro fondamentale nello sviluppo e nella formazione di fisici e ricercatori negli Stati Uniti.

Le indagini di Millikan: carica elettronica e altri contributi

- Stima della carica degli elettroni

Millikan iniziò i suoi studi sulla carica degli elettroni nel 1907, sulla base del modello del fisico HA Wilson (1874-1964). L'indagine ha attraversato diverse fasi.

La prima fase consisteva nello ionizzare l'aria in una camera a nebbia e quindi condensare gli ioni in una nuvola. In questo modo ha osservato e misurato la caduta della nuvola solo sotto l'azione della gravità.

Successivamente ha valutato la caduta di una nube ionizzata, ma sotto l'influenza di una forza elettrica verticale che si sovrappone alla gravità. Dopo diversi processi, è riuscito a progettare l'esperimento della goccia d'olio, che gli ha permesso di calcolare la carica elettrica fondamentale e la sua massa.

Ciò è stato ottenuto mediante apparecchiature che hanno disperso l'olio in gocce molto piccole. Questi sono caduti attraverso un foro in cui sono stati sottoposti al campo elettrico.

Apparato originale della goccia d'olio. Progettato da Millikan. Fonte: Wikipedia commons.

Attraverso l'uso di lenti speciali è stato possibile visualizzare una goccia e, misurando la velocità di caduta, lo scienziato è stato in grado di stimare il valore della massa dell'elettrone. L'esperimento è stato ripetuto più volte.

In questo modo, Millikan ha determinato il carico di base ed è anche riuscito a stabilirne il valore. Nel 1909 pubblicò l'articolo in cui spiegava la tecnica che usava per determinare la carica dell'elettrone.

- Il lavoro nella fotoelettricità

I suoi primi lavori e pubblicazioni sulla fotoelettricità furono realizzati dal 1907 con il suo allievo G. Winchester. L'obiettivo era studiare se la corrente fotoelettrica e il potenziale limitante dipendessero dalla temperatura del metallo emittente.

Durante queste indagini, Millikan ha dovuto affrontare una serie di errori di processo, come l'importanza di pulire le superfici metalliche e il pericolo di usare le scintille come sorgente luminosa a onde corte, poiché le scariche di scintille possono falsificare i potenziali misurati inducendo oscillazioni elettriche nel dispositivo.

- Lo spettro ultravioletto estremo

Millikan ha concluso che gli studi sulla luce ultravioletta utilizzando le scintille calde prodotte tra gli elettrodi metallici erano possibili, grazie alla sua ricerca sui potenziali di queste scintille.

Questa scoperta è stata molto importante per la comunità scientifica, poiché tutti i precedenti sforzi sullo spettro ultravioletto corto erano stati limitati dalla sua estrema capacità di assorbimento.

Ma l'uso di una scintilla calda e di un reticolo riflettente concavo ha risolto il problema, oltre a posizionare uno spettrografo sotto vuoto lungo l'intero percorso dei raggi.

I primi risultati ottenuti con uno spettrografo sotto vuoto di questo tipo furono descritti da Millikan e Sawyer nel 1918.

- Raggi cosmici

Lo studio dei raggi cosmici risale all'inizio del XX secolo. Erano approcci sperimentali in cui, tramite l'uso di elettroscopi, si misuravano i processi di scarica in relazione all'altitudine.

Millikan ha avuto giorni difficili nelle sue attività di ricerca sui raggi cosmici. A questo proposito vengono evidenziati i suoi vigorosi dibattiti sulla natura e l'origine dei raggi cosmici. Si può stabilire che le sue scoperte furono eventi importanti nel mondo della scienza negli anni '30.

Progettazione degli esperimenti

Durante la sua permanenza a Pasadena, Millikan si interessò di nuovo attivamente ai raggi cosmici. Nei suoi esperimenti ha usato elettroscopi e barometri che ha inviato nell'atmosfera con l'aiuto di palloncini sonori.

Questi palloncini hanno raggiunto altezze fino a 11,2 e 15,2 chilometri. I valori strumentali sono stati raccolti in salita e in discesa, rendendo possibile la determinazione del valore di shock durante la procedura.

Questi esperimenti furono condotti da Millikan nella primavera del 1922 con IS Bowen. La loro ricerca ha dimostrato che i raggi cosmici sono più penetranti di qualsiasi altra radiazione conosciuta.

È decisivo indicare che, prima delle indagini di Millikan, i raggi cosmici erano studiati solo da meteorologi e specialisti in radioattività. Dopo questi lavori, si aprì un nuovo campo di studio e ricerca per i fisici dell'epoca.

Premi e riconoscimenti

Nel 1923 Millikan ricevette una comunicazione in cui si annunciava che era stato insignito del Premio Nobel per la Fisica per le sue ricerche sull'effetto fotoelettrico e sulla carica dell'elettrone.

Millikan partecipò al Terzo Congresso Solvay a Bruxelles nel 1921, l'argomento del congresso erano atomi ed elettroni.

Ha ricevuto il Dottorato Honoris Causa da venticinque università. Oltre al Comstock Award, la Medaglia Edison e la Medaglia Hughes.

Riferimenti

1. Millikan, il fisico che è venuto a vedere l'elettrone. Estratto il 28 dicembre da: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA, Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. Una memoria biografica. Estratto il 28 dicembre da: nasonline.org
3. Reyes (1998). Alcune considerazioni sul ruolo dell'esperimento nei lavori sui raggi cosmici dell'inizio del XX secolo. Il caso di Robert Andrews Millikan. Estratto il 29 dicembre da: Researchgate.net
4. Du Bridge LA (1954). Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Estratto il 28 dicembre da: science.sciencemag.org
5. Gullstrand A. (1924). Presentazione del Premio Nobel a Robert A. Millikan. Estratto il 28 dicembre da: science.sciencemag.org
6. (SA) (sf) Millikan oil-drop experiment. Estratto il 29 dicembre da: britannica.com