روبرت أندروز ميليكان: السيرة الذاتية ، وحساب الإلكترون ، ومساهمات أخرى - السير الذاتية - 2025

كان روبرت أندروز ميليكان (1868-1953) فيزيائيًا تجريبيًا مشهورًا ، وكذلك معلمًا بارزًا وشخصية عامة في الولايات المتحدة خلال العقود الأولى من القرن العشرين. وبالمثل ، قدم العديد من الإسهامات والاكتشافات في مجالات الكهرباء والبصريات والفيزياء الجزيئية.

ومع ذلك ، كان الإنجاز العظيم لميليكان هو حساب شحنة الإلكترون ، والتي تمكن من تحديدها بفضل ما يعرف الآن بتجربة قطرة الزيت.

روبرت أ. ميليكان في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) 1947. المصدر: Wikipedia commons

يعتبر هذا العمل اليوم مثالًا مثاليًا لتطبيق المنهج العلمي. ومع ذلك ، بخلاف أبحاثه ، كان نجاح ميليكان يرجع إلى حد كبير إلى الخبرة الطويلة المكتسبة نتيجة المثابرة في دراسة الظواهر الطبيعية.

سيرة شخصية

الحياة الشخصية

ولد روبرت ميليكان في 22 مارس 1868 في موريسون ، إلينوي ، وتوفي في 19 ديسمبر 1953 في سان مارينو ، كاليفورنيا.

عندما كان في الخامسة من عمره ، انتقل ميليكان وعائلته إلى ماكجريجور بولاية آيوا ، وبعد ذلك بعامين ، استقر أفراد عائلة مليكان في ماكوكيتا ، حيث بدأ روبرت دراسته الثانوية. بشكل عام ، يمكن إثبات أن التربية الأسرية كانت حاسمة في حياته المهنية.

وبالمثل ، فإن تفانيه وشغفه بعمله ، والذي كان دائمًا فوق رغباته وتطلعاته الشخصية ، بالإضافة إلى صدقه الفكري الكبير ، أدى به إلى تحقيق النجاح في العلم والحياة العامة.

في عام 1902 تزوج من جريتا بلانشارد واستمتع بشهر العسل في أوروبا. نتيجة لهذا الاتحاد ، ولد ثلاثة أطفال: كلارك ، جلين ألين وماكس فرانكلين.

الدراسات التطبيقية

في عام 1886 بدأ دراسته في كلية أوبرلين ، حيث تعلم علم المثلثات ، والهندسة التحليلية ، واليونانية. تخرج عام 1891 وحصل على الدكتوراه في الفيزياء من جامعة كولومبيا عام 1895 ، وكان أول من فعل ذلك في القسم الذي درس فيه.

بعد حصوله على الدكتوراه ، سافر ميليكان إلى ألمانيا (1895-1896) ، حيث درس في جامعات مرموقة مثل غوتنغن وبرلين.

خلال الفترة التي قضاها في أوروبا ، اتصل بباحثين مهمين مثل الفيزيائي الألماني رونتجن (1845-1923) ، مكتشف الأشعة السينية ، أو الفرنسي بيكريل (1852-1903) ، الذين كانت دراساتهم حول النشاط الإشعاعي حاسمة في العالم العلمي.

العودة إلى أمريكا

في عام 1910 ، عُرض على ميليكان وظيفة كمساعد في مختبر رايرسون بجامعة شيكاغو ، لذلك بقبولها أنهى جولته في أوروبا. عمل في هذه المؤسسة كمدرس ، وشغل هذا المنصب حتى عام 1921.

في جامعة شيكاغو ، عمل ميليكان كباحث ومعلم ، واكتشف بعضاً من شغفه الكبير في التدريس.

في عام 1921 غادر جامعة شيكاغو ليصبح مديرًا لمختبر نورمان بريدج فيزياء ، الواقع في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) في باسادينا.

خلال حياته ، قام ميليكان بتدريس الأستاذية في مجالات مختلفة من الفيزياء ، وكان رئيسًا لمختبر الفيزياء في معهد نورمان بريدج ومدير معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

حماس ميليكان للتعليم

كان ميليكان طالبًا ممتازًا يتمتع بمهارات تعليمية رائعة ، لذلك في نهاية سنته الثانية في أوبرلين ، طلب منه الأستاذ الذي علمه اللغة اليونانية تدريس الفيزياء الأولية.

استعد بجد لهذه المهمة خلال العطلة الصيفية لعام 1889. قام ميليكان بحل جميع المشكلات في كتاب الفيزياء المدرسي ، ثم بذل قصارى جهده لجعل الطلاب يعملون على حل المشكلات طوال العام الدراسي.

بالنسبة إلى Millikan ، كان حل العديد من المشكلات أفضل منهجية لتدريس الفيزياء. دافع العالم عن نظام التعلم هذا طوال حياته ، ولهذا السبب يعتبر أيضًا متحمسًا كبيرًا للتعليم.

قاده هذا الدافع للمشاركة في تأليف سلسلة من النصوص المبتكرة من حيث منهجية التدريس. تضمنت الكتب التي كتبها ميليكان العديد من المشكلات التي تتضمن أسئلة مفاهيمية ، والتي كانت جديدة جدًا في ذلك الوقت.

Millikan كوكيل إعلان في التعليم

نظرًا لتصميمه على رفع سمعة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، تم تصنيف Millikan كواحد من وكلاء الدعاية العظماء في مجال التعليم. كان هذا ضروريًا لتحويل المعهد إلى مركز مرموق للغاية لتدريس العلوم الطبيعية والهندسة.

لكنه اختلف بشدة مع زملائه في أمور السياسة والفلسفة والدين. علاوة على ذلك ، كانت أساليبه الإدارية غير تقليدية ، لكن قيادته الشخصية كانت ضرورية للمواقف لاتخاذ المسار الصحيح.

في الختام ، يمكن القول أن تأثير ميليكان كان ركيزة أساسية في تطوير وتدريب الفيزيائيين والباحثين في الولايات المتحدة.

تحقيقات ميليكان: شحن الإلكترون ومساهمات أخرى

- تقدير الشحنة الإلكترونية

بدأ ميليكان دراساته حول شحنة الإلكترون في عام 1907 ، بناءً على نموذج الفيزيائي HA Wilson (1874-1964). مر التحقيق بعدة مراحل.

تتألف المرحلة الأولى من تأين الهواء في غرفة سحابية ، ثم تكثيف الأيونات في سحابة. بهذه الطريقة ، لاحظ وقياس سقوط السحابة فقط تحت تأثير الجاذبية.

قام لاحقًا بتقييم سقوط سحابة متأينة ، ولكن تحت تأثير قوة كهربائية عمودية متراكبة على الجاذبية. بعد عدة عمليات ، تمكن من تصميم تجربة قطرة الزيت ، والتي سمحت له بحساب الشحنة الكهربائية الأساسية وكتلتها.

تم تحقيق ذلك عن طريق معدات نثر الزيت في قطرات صغيرة جدًا. سقطت هذه من خلال ثقب حيث تعرضوا للمجال الكهربائي.

جهاز قطرة الزيت الأصلي. صممه ميليكان. المصدر: ويكيبيديا كومونس.

من خلال استخدام العدسات الخاصة ، يمكن تصور قطرة ، ومن خلال قياس سرعة السقوط ، تمكن العالم من تقدير قيمة كتلة الإلكترون. تم تكرار التجربة عدة مرات.

بهذه الطريقة ، حدد Millikan الحمل الأساسي وتمكن أيضًا من تحديد قيمته. في عام 1909 نشر المقال حيث شرح التقنية التي استخدمها لتحديد شحنة الإلكترون.

- العمل فى الكهروضوئية

تم تنفيذ أعماله ومنشوراته الأولى حول الكهروضوئية من عام 1907 مع تلميذه جي وينشستر. كان الهدف هو معرفة ما إذا كان التيار الكهروضوئي والجهد المحدد يعتمدان على درجة حرارة المعدن المنبعث.

خلال هذه التحقيقات ، كان على Millikan التعامل مع عدد من أخطاء العملية ، مثل أهمية تنظيف الأسطح المعدنية وخطر استخدام الشرر كمصدر ضوئي قصير الموجة ، حيث يمكن لتفريغ الشرر أن يزيّف الإمكانات المقاسة عن طريق حث التذبذبات الكهربائية في الجهاز.

- طيف الأشعة فوق البنفسجية الشديد

استنتج ميليكان أن دراسات الأشعة فوق البنفسجية باستخدام الشرارات الساخنة الناتجة بين الأقطاب الكهربائية المعدنية كانت ممكنة ، وذلك بفضل أبحاثه حول إمكانات هذه الشرارات.

كان هذا الاكتشاف مهمًا جدًا للمجتمع العلمي ، حيث كانت جميع الجهود السابقة على الطيف فوق البنفسجي القصير محدودة بسبب قدرته الاستيعابية القصوى.

لكن استخدام شرارة ساخنة وانعكاس مقعر محزوز حل المشكلة ، بالإضافة إلى وضع مطياف فراغ على طول مسار الأشعة بالكامل.

تم وصف النتائج الأولى التي تم الحصول عليها باستخدام مطياف فراغ من هذا النوع بواسطة Millikan و Sawyer في عام 1918.

- الأشعة الكونية

تعود دراسة الأشعة الكونية إلى أوائل القرن العشرين. كانت مناهج تجريبية حيث تم قياس عمليات التفريغ بالنسبة للارتفاع من خلال استخدام المجاهر الكهربائية.

واجه ميليكان أيامًا صعبة في أنشطته البحثية حول الأشعة الكونية. في هذا الصدد ، تم تسليط الضوء على مناقشاته القوية حول طبيعة وأصل الأشعة الكونية. يمكن إثبات أن النتائج التي توصل إليها كانت أحداثًا مهمة في عالم العلوم في الثلاثينيات.

تصميم التجارب

خلال الفترة التي قضاها في باسادينا ، أصبح ميليكان مهتمًا بنشاط بالأشعة الكونية مرة أخرى. استخدم في تجاربه المجاهر الكهربائية والبارومترات التي أرسلها إلى الغلاف الجوي بمساعدة بالونات السبر.

وصل ارتفاع هذه البالونات إلى 11.2 و 15.2 كيلومترًا. تم جمع القيم الآلية عند الصعود والنزول ، مما يجعل من الممكن تحديد قيمة الصدمة أثناء الإجراء.

تم إجراء هذه التجارب بواسطة Millikan في ربيع عام 1922 مع IS Bowen. أظهر بحثهم أن الأشعة الكونية أكثر اختراقًا من أي إشعاع آخر معروف.

من الأهمية بمكان الإشارة إلى أنه قبل تحقيقات ميليكان ، لم تتم دراسة الأشعة الكونية إلا من قبل خبراء الأرصاد الجوية والمتخصصين في النشاط الإشعاعي. بعد هذه الأعمال ، تم فتح مجال جديد للدراسة والبحث لعلماء الفيزياء في ذلك الوقت.

الجوائز والأوسمة

في عام 1923 ، تلقى ميليكان رسالة تعلن أنه تم تكريمه بجائزة نوبل في الفيزياء لأبحاثه حول التأثير الكهروضوئي وشحنة الإلكترون.

حضر ميليكان مؤتمر سولفاي الثالث في بروكسل عام 1921 ، وكان موضوع المؤتمر هو الذرات والإلكترونات.

حصل على الدكتوراه الفخرية من خمس وعشرين جامعة. بالإضافة إلى جائزة كومستوك وميدالية إديسون وميدالية هيوز.

المراجع

1. ميليكان ، الفيزيائي الذي جاء ليرى الإلكترون. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر من: bbvaopenmind.com
2. Du Bridge LA، Epstein PA Robert Andrews Millikan 1868-1953. مذكرات السيرة الذاتية. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر من: nasonline.org
3. رييس (1998). بعض الاعتبارات حول دور التجربة في الأعمال على الأشعة الكونية في بداية القرن العشرين. حالة روبرت أندروز ميليكان. تم الاسترجاع في 29 ديسمبر من: Researchgate.net
4. دو بريدج لوس أنجلوس (1954). روبرت أندروز ميليكان: 1868-1953. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر من: science.sciencemag.org
5. جولستراند أ. (1924). تقديم جائزة نوبل لروبرت أ. ميليكان. تم الاسترجاع في 28 ديسمبر من: science.sciencemag.org
6. (SA) (سادس) تجربة قطرة الزيت ميليكان. تم الاسترجاع في 29 ديسمبر من: britannica.com