биография милликена роберта по физике

Биография Роберта Эндрюса Милликена

Американский физик Роберт Милликен родился в Моррисоне (штат Иллинойс) 22 марта 1868 г. в семье священника. После окончания средней школы Роберт вступает в колледж Оберлин в Огайо. Там его интересы были сосредоточены на математике и древнегреческом языке. Ради заработка он на протяжении двух лет излагал физику в колледже. 1891 г. Милликен получил степень бакалавра, а 1893 г. — магистерскую степень по физики.

В Колумбийском университете Милликен учился под руководством известного физика М.І.Пьюпина. Одно лето он провел в Чикагском университете, где работал под руководством известного физика-экспериментатора Альберта Абрахама Майкельсона.

1895 г. он защитил в Колумбийском университете диссертацию на получение докторской степени, посвященную исследованию поляризации света.

Следующий год Милликен провел в Европе, где встречался с Анри Беккерелем, Максом Планком, Вальтером Нернстом, А.Пуанкаре.

1896 г. Милликен вернулся в Чикагский университету, где стал ассистентом Майкельсона.

За дальнейшие двенадцать лет Милликен написал несколько учебников по физике, которые были приняты как учебники для колледжей и средних школ ( с дополнениями оставались ими свыше 50 лет). 1910 г. Милликена было назначено профессором физики.

1921 г. Милликен был назначен директором новой Бриджесивской физической лаборатории и главой исполнительного комитета Калифорнийского технологического института.

Здесь он выполнил большой цикл исследований космических лучей, в частности опыты (1921 — 1922) с воздушными снопами с самопишущими электроскопами на высотах 15500 м.

1923 г. Милликен был удостоен Нобелевской премии в области физики «за работы по определению элементарного электрического заряда и фотоэлектрического эффекта».

В течение 1925— 1927 гг. Милликен продемонстрировал, что ионизирующее действие космического излучения уменьшается с глубиной, и подтвердил внеземное происхождение этих « космических лучей». Исследуя траектории космических частичек, выявил в них альфа-частицы, быстрые электроны, протоны, нейтроны, позитроны и гамма-кванты. Независимо от Вернова открыл широтный эффект космических лучей в стратосфере.

Милликен умер 19 декабря 1953 г. в Сан-Марино (штат Калифорния).

Источник

Роберт Милликен: биография, творчество, карьера, личная жизнь

Содержание статьи

Отец Роберта Эндрюса Милликена был священнослужителем, мать работала деканом в колледже. В их семье росли еще двое братьев и три сестры будущего ученого.

Выбор пути

Биография будущего физика началась в 1868 году. На свет он появился 22 марта в городе Моррисоне. Когда Роберту исполнилось семь, взрослые решили переехать в небольшой городок Макуокеут. Там мальчик окончил школу. Дальнейшее образование решил получать в колледже. Выбор пал на рекомендованный матерью Оберлин.

Во время обучения студент особенно интересовался древнегреческим языком и математикой. Тогда же он посещал курс по физике. Вскоре юноша получил предложение о преподавании этой дисциплины. Ученикам подготовительной школы при колледже. Продлилась работа два года. В 1891 Милликен получил степень бакалавра, в 1893 стал магистром.

Документы талантливого студента руководство Оберлина отправило в Колумбийский университет. Роберта приняли в вуз и обеспечили стипендией. Работать с новым учащимся начал физик-изобретатель Майкл Пьюпин.

Лето перспективного молодого человека прошло за занятиями в университете Чикаго. Там он занимался с ученым Альбертом Майкельсоном. Тогда же Милликен убедился, что изучение физики и проведение экспериментов – дело всей его жизни.

Признание

В 1895 была защищена докторская диссертация по поляризации света и получена докторская степень. В 1896 Роберт начал путешествие по Европе. Молодой физик еще более уверился в своем желании заниматься научным творчеством. После возвращения на родину Милликен стал ассистентом Майкельсена в университете Чикаго.

В течение 12 лет он вел научную деятельность и писал первые в стране учебники по физике для американских студентов. По ним обучение велось на протяжении полувека. В 1907 Роберт стал ассистент-профессором, в 1910 ему присвоили звание профессора по физике.

В 1908 Милликен большую часть времени начал уделять исследованиям. Молодого ученого интересовали недавно открытые электроны. Он занимался изучением величины заряда. Роберт Эндрюс вычислял величину влияния электронного поля на эфирное облако. Проведенный им эксперимент позволил создать метод заряженной капли.

Для улучшения экспериментальной установки Уилсона Милликен использовал более мощную батарею для создания более сильного электрополя. Несколько расположенных между металлическими пластинками заряженных водяных капель ему удалось изолировать.

При активации поля капли медленно начинали движение вверх, при выключении поля начиналось неспешное опускание под действием гравитации. Изучение каждой капли с помощью активации и деактивации занимало 45 секунд. После этого вода испарялась.

Новые опыты

В 1909 ученый определил, что заряды сохранять цельность и кратность относительно фундаментальной величины. Было доказано, что электрон – фундаментальная частица с одинаковыми величинами масс и зарядов. Милликен со временем сумел выяснить, вместо воды лучше проводить эксперименты с маслом для увеличения времени изучения до 4,5 часа.

Такая замена позволила избавиться от погрешностей и неточностей измерения и лучше изучить процессы. В 1913 физик доказал свои умозаключения. Результаты его исследований сохраняли актуальность на протяжении 7 десятков лет. Небольшие корректировки были внесены лишь современными учеными при использовании самого современного оборудования.

Также Милликен занимался изучением фотоэлектрического эффекта. В ходе экспериментов при помощи света из металла выбивались электроны. Этот вопрос еще в 1905 заинтересовал знаменитого Альберта Эйнштейна. Однако он лишь обобщил предложенную Планком гипотезу о частицах света фотонах. В выводы Эйнштейна большая часть научного мира не верила.

Проверку его идей в 1912 начал Милликен. Он создал новую установку для исключения воздействия на точность результатов случайных факторов. Конечные результаты опытов полностью доказали правильность выводов Эйнштейна. Началась работа по определению значения постоянной Планка.

Итоги исследования были обнарованы в 1912. В 1923 ученый получил Нобелевскую премию. Физик занимался исследованиями электромагнитного спектра, броуновского движения. Эксперименты принесли Роберту мировое признание. Результаты работ заинтересовали промышленников. Милликену предложили консультировать «Вестерн электрик» по вопросу вакуумных приборов. До 1926 физик оставался в патентном бюро экспертом.

Семья и призвание

Работу в Вашингтоне ставшему известным предложил астроном Джордж Хейл. Милликен возглавил научные исследования Национального Совета при Академии наук.

Во время Первой мировой войны физик в войсках связи занимался координацией и налаживанием контактов между действиями инженеров и ученых. После войны физик ненадолго вернулся в Чикаго, но затем отправился в Калифорнийский технологический институт в качестве главы электронной лаборатории по физике.

С течением времени Роберт Энрюс возглавил учреждение. Его задачей стало превращение «КалТеха» в мощнейший вуз мира. Он пригласил на работу самых известных профессоров страны. В институте ученый трудился до окончания жизни 19 декабря 1953 года.

Сумел наладить Милликен и личную жизнь. Его избранницей стала Грета Бланшар, выпускница университета Чикаго. В 1902 молодые люди стали мужем и женой. В семье родилось три ребенка. Все сыновья выбрали научную деятельность.

В честь знаменитого физика на Луне назван один из кратеров. Милликен удостоен ордена Почетного легиона. Он входил в качестве Почетного члена в 25 университетов и 21 академию.

Источник

Биография милликена роберта по физике

Американский физик Роберт Эндрюс Милликен (Robert Andrews Millikan) родился 22 марта 1868 года в Моррисоне (штат Иллинойс). Милликен был вторым сыном священника конгрегационалистской церкви Сайласа Франклина Милликена и Мэри Джейн (Эндрюс) Милликен, бывшего декана женского отделения колледжа Оливе в Мичигане. В 1875 г. семья Милликен переехала в Макуокета (штат Айова), небольшой городок неподалеку от реки Миссисипи, где Роберт рос вместе с двумя братьями и тремя младшими сестрами.

По окончании средней школы в Макуокета Милликен поступил в колледж, где училась его мать, – Оберлин в Огайо. Там его интересы были сосредоточены на математике и древнегреческом языке. Хотя он прослушал всего лишь двенадцатинедельный курс физики, о котором впоследствии отзывался как о напрасной потере времени, к Милликену обратились с просьбой взять на себя чтение курса физики в подготовительной школе при колледже. Ради заработка он принял предложение и преподавал физику в течение двух лет после того, как в 1891 г. получил степень бакалавра. Готовился он к занятиям по учебникам, которые сумел раздобыть. В награду факультет Оберлин-колледжа присудил ему в 1893 г. магистерскую степень по физике и направил конспекты его занятий в Колумбийский университет, который назначил М. аспирантскую стипендию.

В Колумбийском университете Милликен занимался под руководством известного физика и изобретателя Майкла И. Пьюпина. Одно лето он провел в Чикагском университете, где работал под руководством знаменитого физика-экспериментатора Альберта А. Майкельсона. Именно тогда он окончательно убедился в том, что физика – его истинное призвание. В 1895 г. он защитил в Колумбийском университете диссертацию на соискание докторской степени, посвятив ее исследованию поляризации света. Следующий год Милликен провел в Европе, побывав в Йене, Берлине, Геттингене и Париже, где встречался с Анри Беккерелем, Максом Планком, Вальтером Нернстом и Анри Пуанкаре.

По возвращении на родину в 1896 г. он стал ассистентом Майкельсона в Чикагском университете. За следующие двенадцать лет Милликен написал несколько учебников по физике. Это были первые книги, написанные для американских студентов, а не переводы французских или немецких учебников. Книги Милликена были приняты в качестве стандартных учебников в колледжах и средних школах и с дополнениями оставались ими более полувека. В 1907 г. Милликен был назначен ассистент-профессором физики, а в 1910 г. – полным профессором.

В 1908 г. Милликен прекратил работу над учебниками, чтобы уделять больше времени оригинальным исследованиям. Как и многих физиков того времени, его интересовал недавно открытый электрон, в особенности величина его электрического заряда, которая не была еще измерена. Английский физик Г.А. Уилсон попытался это сделать, исследуя влияние электрического поля на заряженное облако паров эфира. Но его вычисления были основаны на усредненном поведении микроскопических капелек эфира, поскольку Уилсону не удалось придумать метод, который позволил бы провести все измерения на отдельной капельке. Результаты Уилсона варьировались в широких пределах, и некоторые ученые стали подозревать, что различные электроны имеют и различные заряды. А это означало бы, что электрон не является неделимой заряженной частицей. Милликен решил выяснить, все ли электроны имеют одинаковый заряд, и точно его измерить. Ему удалось разработать метод заряженной капельки, ставший классическим примером изящного физического эксперимента и одним из достижений Милликена, за которые он был удостоен Нобелевского премии.

Прежде всего Милликен усовершенствовал экспериментальную установку Уилсона, построив мощную батарею, создававшую гораздо более сильное электрическое поле. Кроме того, ему удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между металлическими пластинами. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, Милликен мог изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись.

К 1909 г. Милликен удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине e (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой фундаментальные частицы с одинаковыми зарядом и массой. На пути к измерению точного значения заряда электрона перед Милликеном встали экспериментальные проблемы, которые он терпеливо решал. Заменив капельки воды капельками практически нелетучего масла, он получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа. В 1913 г., исключив один за другим возможные источники погрешностей, Милликен опубликовал свое первое окончательное значение заряда электрона: e = (4,774 ± 0,009)·10–10 электростатических единиц. Полученное значение продержалось более 70 лет. Лишь недавно с помощью новейшей высокочувствительной аппаратуры в него была внесена поправка. Новое значение заряда электрона составляет e = 4,80298·10–10 электростатических единиц.

Еще в период работы над учебниками Милликен проводил исследования фотоэлектрического эффекта – выбивания электронов из поверхности металла падающим на поверхность светом. В 1905 г. Альберт Эйнштейн попытался объяснить некоторые особенности фотоэлектрического эффекта с помощью гипотезы о том, что свет состоит из частиц, которые он назвал фотонами. Гипотеза Эйнштейна была обобщением более ранней, выдвинутой Максом Планком гипотезы о том, что энергия колеблющегося атома излучается порциями, или квантами. Поскольку идея Эйнштейна противоречила общепринятому представлению о свете как о волне (волновая природа света была подтверждена убедительными экспериментальными данными), большинство физиков не поверили в нее.

В 1912 г. Милликен решил проверить соотношение, которое Эйнштейн вывел для фотоэлектрического эффекта. Это соотношение устанавливало связь между энергией выбитых из поверхности электронов и частотой квантов падающего света. Собрав сложную экспериментальную установку, позволявшую исключить многие источники погрешностей, Милликен доказал, к своему собственному удивлению, что соотношение Эйнштейна правильно. Более того, в результате своего эксперимента он сумел определить намного точнее, чем его предшественники, значение постоянной Планка (фундаментальной константы квантовой теории). Полученные Милликеном данные, опубликованные в 1914 г., помогли убедить ученых в справедливости квантовой теории.

Милликен был удостоен Нобелевской премии по физике 1923 года «за эксперименты по определению элементарного электрического заряда и фотоэлектрическому эффекту». В своей Нобелевской лекции Милликен, ссылаясь на опыт работы в обеих областях, высказал убеждение, что «наука шагает вперед на двух ногах – на теории и эксперименте. Иногда вперед выдвигается одна нога, иногда другая, но неуклонный прогресс достигается лишь тогда, когда шагают обе».

К числу других важных работ, выполненных Милликеном в Чикаго, относятся его исследования различных частей электромагнитного спектра с помощью искровой спектрографии и работы по броуновскому движению в газах, которые помогли подтвердить положения молекулярной теории. Труды Милликена снискали ему международное признание, а результаты его исследований стали внедряться в промышленность. В 1913 г. он стал консультантом компании «Вестерн электрик» по вакуумным приборам, с 1916 по 1926 г. работал экспертом в патентном бюро. В 1917 г. по приглашению астронома Джорджа Эллери Хейла Милликен отправился и Вашингтон, где занял посты вице-председателя и главы научных исследований Национального совета по исследованиям – специальной организации при Национальной академии наук, созданной американским правительством во время первой мировой войны. Служил Милликен и в войсках связи, где координировал деятельность ученых и инженеров, в особенности в такой жизненно важной области, как связь с подводными лодками.

После войны Милликен вернулся в Чикагский университет, но лишь на короткое время. Хейл, член попечительского совета Калифорнийского технологического института (Калтеха) в Пасадене, пригласил Милликена в 1921 г. в Калифорнию, предложив ему возглавить новую лабораторию с годовым фондом в 90000 долларов. Милликен был назначен директором новой Бриджесской физической лаборатории и председателем исполнительного комитета Калтеха, т.е., по существу, президентом института. Всю свою деятельность в последующие годы Милликен посвятил тому, чтобы превратить Калтех в один из лучших научно-исследовательских и инженерных институтов мира. Но его величайшей заслугой стало привлечение в Калтех лучшей профессуры и способных студентов. Даже после ухода в отставку с поста главы исполнительного комитета в 1946 г. Милликен до самой смерти продолжал свою деятельность выдающегося администратора.

Первым проектом Милликена в Калтехе было исследование излучения, падающего на Землю из космического пространства (оно было впервые обнаружено австрийским физиком Виктором Ф. Гессом). Милликен назвал такое излучение космическими лучами. Этот термин быстро привился и в среде ученых, и среди широкой публики. Стремясь разгадать природу таинственных лучей, Милликен вместе со своими ассистентами поднимал приборы на вершины гор, запускал их на воздушных шарах и опускал на дно глубоких озер. В ходе этих исследований один из учеников Милликена, Карл Д. Андерсон, открыл позитрон и мюон.

В 1902 г. Милликен женился на Грете Ирвин Бланшар, выпускнице отделения классической филологии Чикагского университета. Ее специальностью был древнегреческий язык. У них родились трое сыновей. Все они стали известными учеными. Милликен скончался 19 декабря 1953 г. в Сан-Марино (штат Калифорния).

Придерживаясь в политике консервативных взглядов, Милликен был противником Нового курса президента Франклина Д. Рузвельта. Он считал, что вернейшим средством, которое может помочь Соединенным Штатам оправиться от депрессии, является сотрудничество науки и промышленности. Но, как и многие консерваторы того времени, Милликен был противником изоляционизма и весьма деятельно способствовал повороту исследовательских программ Калтеха к военным нуждам во время второй мировой войны. Милликен был религиозным модернистом и написал несколько книг о взаимоотношении науки и религии. На досуге он любил играть в теннис и гольф.

Милликен был удостоен многих наград, в том числе медали Хьюза Лондонского королевского общества (1923) и медали Фарадея Британского химического общества (1924). Он был командором ордена Почетного легиона и кавалером ордена Янтаря, которым его наградило китайское правительство. Двадцать пять университетов избрали его своим почетным доктором. В различные периоды он был президентом Американской ассоциации содействия развитию науки и Американского физического общества, состоял членом Американского философского общества. С 1903 по 1916 г. он был заместителем главного редактора журнала «Американское физическое обозрение» («American Physical Review»). К концу жизни Милликен был членом двадцати одной иностранных научных академий.

Источник

Милликен, Роберт Эндрус

Роберт Эндрюс Милликэн (англ. Robert Andrews Millikan ; 22 марта 1868, Моррисон, США — 19 декабря 1953, Сан-Марино) — американский физик. В 1923 году получил Нобелевскую премию по физике за работы в области фотоэлектрического эффекта и за измерения заряда электрона. Впоследствии он занимался изучением космических лучей.

Содержание

Биография

Роберт Милликэн родился в семье священника. Перед поступлением в колледж Оберлин в Огайо, работал некоторое время репортёром. В 1891 г. получил степень бакалавра по классике — языку, философии, истории и искусству древнего средиземноморья. В 1896 г. получил степень доктора по физике в Колумбийском университете. С своей автобиографии он так объяснил столь разительную смену темы изучения:

В последний год обучения … мой профессор по греческому … попросил меня прочесть курс по элементарной физике в подготовительном отделении в следующем году. На мой ответ, что я ничего не знаю из физики, он ответил — «любой, кто смог получить у меня хорошую отметку по греческому, может преподавать физику». «Хорошо» — ответил я — «под вашу ответственность я попробую и посмотрю, что из этого получится.» Сразу после этого я купил книгу Эвери «Начала физики» и провёл большую часть летних каникул 1889 г. дома … пытаясь вникнуть в предмет. … сомневаюсь, преподавал ли я лучше когда-либо в моей жизни, чем во время того моего первого курса по физике в 1889 г. Я был настолько заинтересован в том, чтобы знать больше, чем мои ученики, что они наверно подхватили часть моего интереса и энтузиазма.

После завершения обучения он преподавал в различных местах, в том числе один год он проработал в университетах Берлина и Гёттингена. В 1896 г. возвращается в США, где становится ассистентом профессора физики, а затем и профессором физики в Чикагском университете.

В 1904 г. женился на Грете Бланшар. У них было три сына — Крарк, Гленн и Макс, которые впоследствии также стали учёными.

Научные достижения

Заряд электрона

В 1910 г., будучи профессором в Чикагском университете, Милликен опубликовал первые результаты своих экспериментов с заряженными капельками масла (англ.), при помощи которых он измерил заряд электрона. Элементарный электрический заряд является одной из фундаментальных физических констант и знание его точного значения очень важно. В своих экспериментах он измерял силу, действующую на мельчайшие заряженные капельки масла, подвешенные между электродами при помощи электрического поля. При известном значении электрического поля можно определить заряд капли. Проведя повторные эксперименты с большим количеством капелек, Милликэн показал, что результаты могут быть объяснены, если предположить, что заряд капли пропорционален целому числу элементарных зарядов, величиной −1.592×10 −19 Кулон. Несколько меньшее значение, чем в настоящий момент принятое −1.60217653×10 −19 Кулон объясняется тем, что Милликен использовал неточные значения коэффициента вязкости воздуха.

Фотоэффект

Так как работы Милликэна отчасти лежат в основе современной физики частиц, ироничным кажется то, что он был весьма консервативен в своих убеждениях по поводу открытий в физике в XX веке, как в случае с фотонной теорией. В качестве ещё одного примера можно привести его учебник 1927 г. издания, где недвусмысленно утверждалось существование эфира, а эйнштейновская теория относительности в уклончивой форме упоминалась лишь в примечании в конце главы под портретом Эйнштейна, которое завершало список достижений и гласило, что он стал «автором специальной теории относительности в 1905 г. и общей теории относительности в 1914 г.; обе теории явились большим достижением в объяснении явлений, не объяснимых никак иначе, и в предсказании новых явлений». Также признавалась заслуга Эйнштейна в измерении значения постоянной Планка из графиков фотоэлектронной эмиссии для различных металлов.

Ссылки

Полный список | (1901—1925) | (1926—1950) | (1951—1975) | (1976—2000) | (2001—2025)

Источник

Биография милликена роберта по физике

МИЛЛИКЕН (Millikan), Роберт Эндрюс

22 марта 1868 г. – 19 декабря 1953 г.
Нобелевская премия по физике, 1923 г.

Американский физик Роберт Эндрюс Милликен родился в Моррисоне (штат Иллинойс). Милликен был вторым сыном священника конгрегационалистской церкви Сайласа Франклина Милликена и Мэри Джейн (Эндрюс) Милликен, бывшего декана женского отделения колледжа Оливе в Мичигане. В 1875 г. семья Милликен переехала в Макуокета (штат Айова), небольшой городок неподалеку от реки Миссисипи, где Роберт рос вместе с двумя братьями и тремя младшими сестрами.

По окончании средней школы в Макуокета Милликен поступил в колледж, где училась его мать, – Оберлин в Огайо. Там его интересы были сосредоточены на математике и древнегреческом языке. Хотя он прослушал всего лишь двенадцатинедельный курс физики, о котором впоследствии отзывался как о напрасной потере времени, к Милликену обратились с просьбой взять на себя чтение курса физики в подготовительной школе при колледже. Ради заработка он принял предложение и преподавал физику в течение двух лет после того, как в 1891 г. получил степень бакалавра. Готовился он к занятиям по учебникам, которые сумел раздобыть. В награду факультет Оберлин-колледжа присудил ему в 1893 г. магистерскую степень по физике и направил конспекты его занятий в Колумбийский университет, который назначил Милликену аспирантскую стипендию.

В Колумбийском университете Милликен занимался под руководством известного физика и изобретателя Майкла И. Пьюпина. Одно лето он провел в Чикагском университете, где работал под руководством знаменитого физика-экспериментатора Альберта А. Майкельсона. Именно тогда он окончательно убедился в том, что физика – его истинное призвание. В 1895 г. он защитил в Колумбийском университете диссертацию на соискание докторской степени, посвятив ее исследованию поляризации света. Следующий год Милликен провел в Европе, побывав в Иене, Берлине, Геттингене и Париже, где встречался с Анри Беккерелем, Максом Планком, Вальтером Нернстом и Анри Пуанкаре.

По возвращении на родину в 1896 г. он стал ассистентом Майкельсона в Чикагском университете. За следующие двенадцать лет Милликен написал несколько учебников по физике. Это были первые книги, написанные для американских студентов, а не переводы французских или немецких учебников. Книги Милликена были приняты в качестве стандартных учебников в колледжах и средних школах и с дополнениями оставались ими более полувека. В 1907 г. Милликен был назначен ассистент-профессором физики, а в 1910 г. – полным профессором.

В 1908 г. Милликен прекратил работу над учебниками, чтобы уделять больше времени оригинальным исследованиям. Как и многих физиков того времени, его интересовал недавно открытый электрон, в особенности величина его электрического заряда, которая не была еще измерена. Английский физик Г. А. Уилсон попытался это сделать, исследуя влияние электрического поля на заряженное облако паров эфира. Но его вычисления были основаны на усредненном поведении микроскопических капелек эфира, поскольку Уилсону не удалось придумать метод, который позволил бы провести все измерения на отдельной капельке. Результаты Уилсона варьировались в широких пределах, и некоторые ученые стали подозревать, что различные электроны имеют и различные заряды. А это означало бы, что электрон не является неделимой заряженной частицей. Милликен решил выяснить, все ли электроны имеют одинаковый заряд, и точно его измерить. Ему удалось разработать метод заряженной капельки, ставший классическим примером изящного физического эксперимента и одним из достижений Милликена, за которые он был удостоен Нобелевского премии.

Прежде всего Милликен усовершенствовал экспериментальную установку Уилсона, построив мощную батарею, создававшую гораздо более сильное электрическое поле. Кроме того, ему удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между металлическими пластинами. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, Милликен мог изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись.

К 1909 г. Милликену удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине e (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой фундаментальные частицы с одинаковыми зарядом и массой. На пути к измерению точного значения заряда электрона перед Милликеном встали экспериментальные проблемы, которые он терпеливо решал. Заменив капельки воды капельками практически нелетучего масла, он получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа. В 1913 г., исключив один за другим возможные источники погрешностей, Милликен опубликовал свое первое окончательное значение заряда электрона: e = (4,774 ± 0,009)·10 –10 электростатических единиц. Полученное значение продержалось более 70 лет. Лишь недавно с помощью новейшей высокочувствительной аппаратуры в него была внесена поправка. Новое значение заряда электрона составляет e = 4,80298·10 –10 электростатических единиц.

Еще в период работы над учебниками Милликен проводил исследования фотоэлектрического эффекта – выбивания электронов из поверхности металла падающим на поверхность светом. В 1905 г. Альберт Эйнштейн попытался объяснить некоторые особенности фотоэлектрического эффекта с помощью гипотезы о том, что свет состоит из частиц, которые он назвал фотонами. Гипотеза Эйнштейна была обобщением более ранней, выдвинутой Максом Планком гипотезы о том, что энергия колеблющегося атома излучается порциями, или квантами. Поскольку идея Эйнштейна противоречила общепринятому представлению о свете как о волне (волновая природа света была подтверждена убедительными экспериментальными данными), большинство физиков не поверили в нее.

В 1912 г. Милликен решил проверить соотношение, которое Эйнштейн вывел для фотоэлектрического эффекта. Это соотношение устанавливало связь между энергией выбитых из поверхности электронов и частотой квантов падающего света. Собрав сложную экспериментальную установку, позволявшую исключить многие источники погрешностей, Милликен доказал, к своему собственному удивлению, что соотношение Эйнштейна правильно. Более того, в результате своего эксперимента он сумел определить намного точнее, чем его предшественники, значение постоянной Планка (фундаментальной константы квантовой теории). Полученные Милликеном данные, опубликованные в 1914 г., помогли убедить ученых в справедливости квантовой теории.

Милликен был удостоен Нобелевской премии по физике 1923 г. «за работы по определению элементарного электрического заряда и фотоэлектрическому эффекту». В своей Нобелевской лекции Милликен, ссылаясь на опыт работы в обеих областях, высказал убеждение, что «наука шагает вперед на двух ногах – на теории и эксперименте. Иногда вперед выдвигается одна нога, иногда другая, но неуклонный прогресс достигается лишь тогда, когда шагают обе». К числу других важных работ, выполненных Милликеном в Чикаго, относятся его исследования различных частей электромагнитного спектра с помощью искровой спектрографии и работы по броуновскому движению в газах, которые помогли подтвердить положения молекулярной теории. Труды Милликена снискали ему международное признание, а результаты его исследований стали внедряться в промышленность. В 1913 г. он стал консультантом компании «Вестерн электрик» по вакуумным приборам, с 1916 по 1926 г. работал экспертом в патентном бюро. В 1917 г. по приглашению астронома Джорджа Эллери Хейла Милликен отправился и Вашингтон, где занял посты вице-председателя и главы научных исследований Национального совета по исследованиям – специальной организации при Национальной академии наук, созданной американским правительством во время первой мировой войны. Служил Милликен и в войсках связи, где координировал деятельность ученых и инженеров, в особенности в такой жизненно важной области, как связь с подводными лодками.

После войны Милликен вернулся в Чикагский университет, но лишь на короткое время. Хейл, член попечительского совета Калифорнийского технологического института (Калтеха) в Пасадене, пригласил Милликена в 1921 г. в Калифорнию, предложив ему возглавить новую лабораторию с годовым фондом в 90000 долларов. Милликен. был назначен директором новой Бриджесской физической лаборатории и председателем исполнительного комитета Калтеха, т.е., по существу, президентом института. Всю свою деятельность в последующие годы Милликен посвятил тому, чтобы превратить Калтех в один из лучших научно-исследовательских и инженерных институтов мира. Но его величайшей заслугой стало привлечение в Калтех лучшей профессуры и способных студентов. Даже после ухода в отставку с поста главы исполнительного комитета в 1946 г. Милликен до самой смерти продолжал свою деятельность выдающегося администратора.

Первым проектом Милликен в Калтехе было исследование излучения, падающего на Землю из космического пространства (оно было впервые обнаружено австрийским физиком Виктором Ф. Гессом). Милликен назвал такое излучение космическими лучами. Этот термин быстро привился и в среде ученых, и среди широкой публики. Стремясь разгадать природу таинственных лучей, Милликен вместе со своими ассистентами поднимал приборы на вершины гор, запускал их на воздушных шарах и опускал на дно глубоких озер. В ходе этих исследований один из учеников Милликена, Карл Д. Андерсон, открыл позитрон и мюон.

В 1902 г. Милликен женился на Грете Ирвин Бланшар, выпускнице отделения классической филологии Чикагского университета. Ее специальностью был древнегреческий язык. У них родились трое сыновей. Все они стали известными учеными. Милликен скончался 19 декабря 1953 г. в Сан-Марино (штат Калифорния).

Придерживаясь в политике консервативных взглядов, Милликен был противником Нового курса президента Франклина Д. Рузвельта. Он считал, что вернейшим средством, которое может помочь Соединенным Штатам оправиться от депрессии, является сотрудничество науки и промышленности. Но, как и многие консерваторы того времени, Милликен был противником изоляционизма и весьма деятельно способствовал повороту исследовательских программ Калтеха к военным нуждам во время второй мировой войны. Милликен был религиозным модернистом и написал несколько книг о взаимоотношении науки и религии. На досуге он любил играть в теннис и гольф.

Милликен был удостоен многих наград, в том числе медали Хьюза Лондонского королевского общества (1923) и медали Фарадея Британского химического общества (1924). Он был командором ордена Почетного легиона и кавалером ордена Янтаря, которым его наградило китайское правительство. Двадцать пять университетов избрали его своим почетным доктором. В различные периоды он был президентом Американской ассоциации содействия развитию науки и Американского физического общества, состоял членом Американского философского общества. С 1903 по 1916 г. он был заместителем главного редактора журнала «Американское физическое обозрение». К концу жизни Милликен был членом двадцати одной научной академии.

Источник