¿Quién fue Robert Andrews Millikan?
Robert Andrews Millikan (1868-1953) fue un físico experimental estadounidense, merecedor del premio Nobel de física de 1923 por su trabajo para determinar el valor de la carga del electrón y del efecto fotoeléctrico.
Se dedicó también a estudiar los rayos cósmicos.
Biografía de Robert Andrews Millikan
Vida personal
Robert Millikan nació el 22 de marzo de 1868 en Morrison, Illinois, y falleció el 19 de diciembre de 1953 en San Marino, California.
A los cinco años, su familia se mudó a McGregor, Iowa. Dos años después, los Millikan se residenciaron en Maquoketa, lugar donde inició sus estudios de educación media.
En 1902 se casó con Greta Blanchard y viajaron a Europa en su luna de miel. El matrimonio tuvo tres hijos.
Estudios realizados
En 1886 inició sus estudios en el Colegio de Oberlin, donde aprendió trigonometría, geometría analítica y griego. Se graduó en 1891 y obtuvo su doctorado en física en la Universidad de Columbia en 1895, siendo el primero en conseguirlo en el departamento donde estudió.
Luego de obtener el doctorado, Millikan viajó a Alemania (1895-1896), donde realizó algunos estudios en universidades prestigiosas, como Gotinga y Berlín.
En su paso por Europa se relacionó con importantes investigadores, como el físico alemán Wilhelm Roentgen (1845-1923), descubridor de los rayos X, o el francés Henri Becquerel (1852-1903), cuyos estudios sobre la radioactividad fueron determinantes en el mundo científico.
De regreso a Estados Unidos
En 1910 le ofrecieron un trabajo como asistente en el Laboratorio Ryerson, en la Universidad de Chicago, donde ejerció como profesor, ocupando el cargo hasta 1921.
En la Universidad de Chicago, trabajó incansablemente como investigador y educador, descubriendo en la enseñanza unas de sus grandes pasiones.
En 1921 dejó la Universidad de Chicago para convertirse en el director del Laboratorio de Física del Puente Norman, ubicado en el Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena.
Millikan dictó cátedras en distintas áreas de la física, fue rector del laboratorio de física en el Instituto Norman Bridge y director del Caltech.
El entusiasmo educativo de Millikan
Millikan fue un estudiante excelente, y con gran facilidad para la enseñanza, por lo que al final de su segundo año en Oberlin, el profesor que le enseñaba griego le pidió dictar la materia de física elemental.
Se preparó arduamente para esta asignación durante las vacaciones de verano de 1889. Millikan resolvió todos los problemas del libro del texto de física, esmerándose luego para que los estudiantes trabajaran los problemas durante todo el año del curso.
Para Millikan, el acto de resolver muchos problemas era la mejor metodología para enseñar física. Este sistema de aprendizaje la defendió toda su vida, por lo que se le considera además un gran entusiasta de la educación.
Esta motivación lo llevó a ser coautor de una serie de textos innovadores en cuanto a la metodología de la enseñanza. Los libros escritos por Millikan incluían muchos problemas que incorporaban preguntas conceptuales, lo cual fue novedoso para la época.
Aportes de Robert Andrews Millikan
Cálculo de la carga del electrón
Millikan inició sus estudios sobre la carga del electrón en 1907, partiendo del modelo del físico H. A. Wilson (1874-1964). La investigación cumplió varias etapas.
La primera fase fue ionizar el aire en una cámara de niebla, para luego condensar los iones en una nube. De esta forma, observó y midió la caída de la nube solo bajo la acción de la gravedad.
Posteriormente, evaluó la caída de una nube ionizada, pero bajo la influencia de una fuerza eléctrica vertical que se superpone a la gravedad. Luego de varios procesos, logró diseñar el experimento de la gota de aceite, lo que le permitió calcular la carga eléctrica fundamental y su masa.
Para ello diseñó un equipo que dispersaba aceite en gotas muy pequeñas, que caían por un orificio donde eran sometidas al campo eléctrico.
Utilizando lentes especiales se podía visualizar una gota y, midiendo la rapidez de la caída, el científico logró calcular el valor de la masa del electrón. El experimento fue repetido varias veces.
De esta manera, Millikan determinó la carga básica y además logró establecer su valor. En 1909 publicó el artículo donde explicaba la técnica que utilizó para determinar la carga del electrón.
Trabajos en fotoelectricidad
Sus primeros trabajos y publicaciones sobre fotoelectricidad los realizó a partir de 1907 con su estudiante G. Winchester. El objetivo era investigar si la corriente fotoeléctrica y el potencial limitante dependían de la temperatura del metal emisor.
En estas investigaciones, Millikan tuvo que enfrentarse a una serie errores en los procesos, como la importancia de limpiar las superficies metálicas y el peligro de usar chispas como fuente de luz de onda corta, ya que las descargas de chispas podíian falsificar los potenciales medidos induciendo en el aparato oscilaciones eléctricas.
Espectro ultravioleta extremo
Millikan concluyó que era posible estudiar la luz ultravioleta utilizando las chispas calientes producidas entre electrodos metálicos, gracias a la investigación que realizaba sobre los potenciales de dichas chispas.
Este hallazgo fue muy importante para la comunidad científica, dado que todos los esfuerzos anteriores sobre el espectro ultravioleta corto, habían sido limitados por su extrema capacidad de absorción.
Pero el uso de una chispa caliente y de una rejilla de reflexión cóncava resolvió el problema, además de colocar un espectrógrafo de vacío a lo largo de todo el camino de los rayos.
Los primeros resultados obtenidos con un espectrógrafo de vacío de este tipo fueron descritos por Millikan y Sawyer en 1918.
Rayos cósmicos
El estudio de los rayos cósmicos data de principios del siglo XX. Eran acercamientos experimentales donde mediante la utilización de electroscopios se medían los procesos de descarga en relación con la altitud.
Millikan tuvo días difíciles en sus actividades de investigación sobre los rayos cósmicos. En este aspecto son destacados sus vigorosos debates sobre la naturaleza y el origen de los rayos cósmicos. Sus hallazgos fueron eventos importantes en el mundo científico en la década de 1930.
Diseño de los experimentos
Durante su estadía en Pasadena, Millikan volvió a interesarse activamente en los rayos cósmicos. En sus experimentos utilizó electroscopios y barómetros que enviaba a la atmósfera con la ayuda de globos que sonaban.
Estos globos alcanzaron alturas de entre 11,2 y 15,2 kilómetros. Los valores instrumentales se recopilaban en el ascenso y el descenso, lo que hacía posible determinar el valor de la descarga durante el procedimiento.
Estos experimentos los realizó Millikan en la primavera de 1922 junto a I. S. Bowen. Sus investigaciones demostraron que los rayos cósmicos son más penetrantes que cualquier otra radiación conocida.
Es de hacer notar que, antes de las investigaciones de Millikan, los rayos cósmicos eran estudiados solo por meteorólogos y especialistas en radiactividad. Luego de estos trabajos, se abrió para los físicos un nuevo campo de estudio e investigación.
Premios y distinciones de Robert Andrews Millikan
- En 1923 recibió el premio Nobel de física por sus investigaciones sobre el efecto fotoeléctrico y la carga del electrón.
- Millikan asistió al Tercer Congreso Solvay de Bruselas en 1921, siendo el tema del congreso átomos y electrones.
- Recibió el Doctorado honoris causa de veinticinco universidades.
- Recibió el premio Comstock, la medalla Edison y la medalla Hughes.
Referencias
- Millikan, el físico que llegó a ver el electrón. Recuperado de bbvaopenmind.com.
- Du Bridge, L.A., Epstein, P.A. Robert Andrews Millikan, 1868-1953. A Biographical Memoir. Recuperado de nasonline.org.
- Du Bridge, L.A. Robert Andrews Millikan: 1868-1953. Recuperado de science.sciencemag.org.
- Gullstrand, A. Presentation of the Nobel Prize to Robert A. Millikan. Recuperado de science.sciencemag.org.
- Millikan oil-drop experiment. Recuperado de britannica.com.