Robert Andrews Millikan (1868-1953) war in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts ein renommierter Experimentalphysiker sowie ein bedeutender Pädagoge und eine Persönlichkeit des öffentlichen Lebens in den Vereinigten Staaten. Ebenso leistete er zahlreiche Beiträge und Entdeckungen in den Bereichen Elektrizität, Optik und Molekularphysik..
Millikans große Leistung war jedoch die Berechnung der Ladung des Elektrons, die er dank des heutigen Öltropfenexperiments bestimmen konnte..
Diese Arbeit gilt heute als ideales Beispiel für die Anwendung der wissenschaftlichen Methode. Über seine Forschungen hinaus war Millikans Erfolg jedoch größtenteils auf die langjährige Erfahrung zurückzuführen, die er aufgrund der Beharrlichkeit bei der Untersuchung natürlicher Phänomene gesammelt hatte.
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Robert Millikan wurde am 22. März 1868 in Morrison, Illinois, geboren und starb am 19. Dezember 1953 in San Marino, Kalifornien..
Als er fünf Jahre alt war, zog Millikan mit seiner Familie nach McGregor, Iowa. Zwei Jahre später ließen sich die Millikans in Maquoketa nieder, wo Robert sein Abitur begann. Generell kann festgestellt werden, dass die Familienerziehung in seinem Berufsleben entscheidend war.
Ebenso führte seine Hingabe und Leidenschaft für seine Arbeit, die neben seiner großen intellektuellen Ehrlichkeit immer über seinen persönlichen Wünschen und Bestrebungen lag, dazu, dass er in der Wissenschaft und im öffentlichen Leben erfolgreich war..
1902 heiratete er Greta Blanchard und genoss ihre Flitterwochen in Europa. Als Ergebnis dieser Vereinigung wurden drei Kinder geboren: Clark, Glenn Allen und Max Franklin.
1886 begann er sein Studium am Oberlin College, wo er Trigonometrie, analytische Geometrie und Griechisch lernte. Er schloss sein Studium 1891 ab und promovierte 1895 in Physik an der Columbia University. Er war der erste, der dies in der Abteilung tat, in der er studierte..
Nach seiner Promotion reiste Millikan nach Deutschland (1895-1896), wo er an renommierten Universitäten wie Göttingen und Berlin studierte..
Während seiner Zeit in Europa lernte er wichtige Forscher wie den deutschen Röntgenphysiker Röntgen (1845-1923) oder den französischen Becquerel (1852-1903) kennen, deren Studien zur Radioaktivität in der wissenschaftlichen Welt entscheidend waren ..
1910 wurde Millikan eine Stelle als Assistent am Ryerson Laboratory der University of Chicago angeboten. Mit seiner Annahme beendete er seine Europatour. In dieser Einrichtung arbeitete er als Lehrer und hatte diese Position bis 1921 inne.
An der Universität von Chicago arbeitete Millikan als Forscher und Pädagoge und entdeckte einige seiner großen Leidenschaften in der Lehre.
1921 verließ er die Universität von Chicago, um Direktor des Norman Bridge Physics Laboratory am California Institute of Technology (Caltech) in Pasadena zu werden..
Während seines Lebens unterrichtete Millikan Lehrstühle in verschiedenen Bereichen der Physik, war Rektor des Physiklabors am Norman Bridge Institute und Direktor von Caltech.
Millikan war ein ausgezeichneter Schüler mit einer großartigen Unterrichtseinrichtung. Am Ende seines zweiten Jahres in Oberlin bat ihn der Professor, der ihm Griechisch beibrachte, Elementarphysik zu unterrichten..
Während der Sommerferien von 1889 bereitete er sich hart auf diese Aufgabe vor. Millikan löste alle Probleme im Physiklehrbuch und bemühte sich dann, die Studenten das ganze Kursjahr über an den Problemen arbeiten zu lassen..
Für Millikan war das Lösen vieler Probleme die beste Methode für den Physikunterricht. Dieses Lernsystem wurde vom Wissenschaftler zeitlebens verteidigt, weshalb er auch als großer Bildungsbegeisterter gilt.
Diese Motivation führte ihn zum Mitautor einer Reihe innovativer Texte zur Lehrmethodik. Die von Millikan verfassten Bücher enthielten viele Probleme mit konzeptuellen Fragen, was für die damalige Zeit sehr neu war..
Aufgrund seiner Entschlossenheit, den Ruf von Caltech zu verbessern, wurde Millikan als einer der großen Werbeagenturen im Bildungsbereich eingestuft. Dies war notwendig, um das Institut in ein hoch angesehenes Zentrum für den Unterricht in Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften zu verwandeln..
Er unterschied sich jedoch stark von seinen Kollegen in Fragen der Politik, Philosophie und Religion. Darüber hinaus waren seine Verwaltungsmethoden unkonventionell, aber seine persönliche Führung war für Situationen von entscheidender Bedeutung, um den richtigen Kurs einzuschlagen..
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Einfluss von Millikan eine grundlegende Säule in der Entwicklung und Ausbildung von Physikern und Forschern in den Vereinigten Staaten war..
Millikan begann seine Studien über die Ladung des Elektrons 1907 nach dem Vorbild des Physikers H. A. Wilson (1874-1964). Die Untersuchung wurde in mehreren Phasen abgeschlossen.
Die erste Phase bestand darin, die Luft in einer Wolkenkammer zu ionisieren und dann die Ionen in einer Wolke zu kondensieren. Auf diese Weise beobachtete und maß er den Fall der Wolke nur unter Einwirkung der Schwerkraft..
Später untersuchte er den Fall einer ionisierten Wolke, jedoch unter dem Einfluss einer vertikalen elektrischen Kraft, die der Schwerkraft überlagert ist. Nach mehreren Prozessen gelang es ihm, das Öltropfenexperiment zu entwerfen, mit dem er die grundlegende elektrische Ladung und ihre Masse berechnen konnte..
Dies wurde durch Geräte erreicht, die Öl in sehr kleinen Tropfen dispergierten. Diese fielen durch ein Loch, wo sie dem elektrischen Feld ausgesetzt waren.
Durch die Verwendung spezieller Linsen konnte ein Tropfen sichtbar gemacht werden, und durch Messung der Fallgeschwindigkeit konnte der Wissenschaftler den Wert der Masse des Elektrons abschätzen. Das Experiment wurde mehrmals wiederholt.
Auf diese Weise bestimmte Millikan die Grundlast und konnte auch deren Wert ermitteln. 1909 veröffentlichte er den Artikel, in dem er die Technik erklärte, mit der er die Ladung des Elektrons bestimmte.
Seine ersten Arbeiten und Veröffentlichungen zur Photoelektrizität wurden ab 1907 mit seinem Schüler G. Winchester durchgeführt. Ziel war es zu untersuchen, ob der photoelektrische Strom und das Grenzpotential von der Temperatur des emittierenden Metalls abhängen..
Während dieser Untersuchungen musste sich Millikan mit einer Reihe von Prozessfehlern auseinandersetzen, beispielsweise mit der Bedeutung der Reinigung von Metalloberflächen und der Gefahr der Verwendung von Funken als kurzwellige Lichtquelle, da Funkenentladungen gemessene Potentiale verfälschen können, indem sie elektrische Schwingungen in der Gerät.
Millikan kam zu dem Schluss, dass Studien zu ultraviolettem Licht unter Verwendung heißer Funken, die zwischen Metallelektroden erzeugt wurden, dank seiner Forschung über die Potentiale dieser Funken möglich waren..
Dieser Befund war für die wissenschaftliche Gemeinschaft sehr wichtig, da alle bisherigen Bemühungen um das kurze ultraviolette Spektrum durch seine extreme Absorptionskapazität begrenzt waren..
Die Verwendung eines heißen Funkens und eines konkaven Reflexionsgitters löste das Problem und platzierte einen Vakuumspektrographen entlang des gesamten Strahlengangs..
Die ersten Ergebnisse, die mit einem Vakuumspektrographen dieses Typs erhalten wurden, wurden 1918 von Millikan und Sawyer beschrieben..
Das Studium der kosmischen Strahlung geht auf das frühe 20. Jahrhundert zurück. Es handelte sich um experimentelle Ansätze, bei denen mit Hilfe von Elektroskopen die Entladungsprozesse in Bezug auf die Höhe gemessen wurden.
Millikan hatte schwierige Tage in seiner Forschung zur kosmischen Strahlung. In diesem Zusammenhang werden seine heftigen Debatten über die Natur und den Ursprung der kosmischen Strahlung hervorgehoben. Es kann festgestellt werden, dass seine Erkenntnisse in den 1930er Jahren wichtige Ereignisse in der Welt der Wissenschaft waren.
Während seiner Zeit in Pasadena interessierte sich Millikan wieder aktiv für kosmische Strahlung. In seinen Experimenten verwendete er Elektroskope und Barometer, die er mit Hilfe von Ballons in die Atmosphäre schickte.
Diese Ballons erreichten Höhen von 11,2 und 15,2 Kilometern. Beim Auf- und Abstieg wurden instrumentelle Werte gesammelt, die es ermöglichten, den Schockwert während des Verfahrens zu bestimmen..
Diese Experimente wurden von Millikan im Frühjahr 1922 mit I. S. Bowen durchgeführt. Ihre Forschung zeigte, dass kosmische Strahlung durchdringender ist als jede andere bekannte Strahlung..
Es ist entscheidend darauf hinzuweisen, dass kosmische Strahlen vor Millikans Untersuchungen nur von Meteorologen und Spezialisten für Radioaktivität untersucht wurden. Nach diesen Arbeiten wurde den damaligen Physikern ein neues Studien- und Forschungsfeld eröffnet.
1923 erhielt Millikan eine Mitteilung, in der bekannt gegeben wurde, dass er für seine Forschungen zum photoelektrischen Effekt und zur Ladung des Elektrons mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde..
Millikan nahm 1921 am dritten Solvay-Kongress in Brüssel teil, dessen Gegenstand Atome und Elektronen waren.
Er erhielt eine Ehrendoktorwürde von 25 Universitäten. Neben dem Comstock Award, der Edison-Medaille und der Hughes-Medaille.
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