Universitatea din Chicago
în noiembrie 30, 2006, ca parte a inițiativei sale site-uri istorice, Societatea Americană de fizică a prezentat o placă la Universitatea din Chicago, pentru a onora Robert A. Millikan., Millikan a primit Premiul Nobel în 1923, în semn de recunoaștere a două mari realizări: măsurarea responsabil de electroni în faimosul ulei-drop experiment (a se vedea „Luna Aceasta în Fizica Istorie,” AP-uri de Știri, August/septembrie 2006), și verificarea Einstein”s predicție a relației dintre frecvența luminii și energiei electronului în efectul fotoelectric, un fenomen în care electronii sunt emiși de problemă după absorbția de energie de radiații electromagnetice, cum ar fi raze x sau lumină vizibilă.,teoria predominantă în secolul al 19-lea de modul în care taxa a fost produs, a avut loc că taxa a fost un tip de” tulpina pe eter, ” ceva care ar putea crește sau micșora fără restricții. Legile electrolizei lui Faraday, care au fost descoperite în jurul anului 1840, au furnizat dovezi puternice ale cuantificării încărcăturii, dar Faraday nu a susținut niciodată ideea. El și majoritatea fizicienilor de atunci credeau că încărcarea, ca și masa, era o cantitate infinit divizibilă.dar în 1897, s-a realizat că razele catodice erau de fapt particule minuscule încărcate, numite „corpusculi” de către Descoperitorul lor, J. J., Thomson de la Universitatea Cambridge, și acum numit electroni. Prin îndoirea electronilor în câmpurile electrice și magnetice, anchetatorii ar putea spune că au fost încărcați negativ și că raportul dintre sarcină și masă, e/m, a fost același pentru toți electronii și de aproximativ 1700 de ori mai mare decât cel pentru atomul de hidrogen ionizat. Thomson credea că acest lucru se datorează faptului că încărcătura era aceeași, dar masa era de aproximativ 1700 de ori mai mică., Măsurând sarcina pe nori de picături de apă într-o cameră cu nori, el și colaboratorii săi au putut determina că sarcina pe electron, sau cel puțin sarcina medie pe electronii dintr-un nor, a fost de aproximativ 10-19 Coulombi (Coulomb este unitatea de încărcare în sistemul metric). Acest lucru a fost în concordanță cu ipoteza lui că sarcina pe electron a fost aceeași cu cea găsită în hidrogen.,în 1906, Millikan a început experimente la Universitatea din Chicago pentru a încerca să măsoare încărcăturile individuale de electroni și cu o precizie mult mai mare decât a reușit Thomson și colegii săi. Una dintre marile îmbunătățiri a fost utilizarea picăturilor de ulei în locul norului de picături de apă pe care Thomson le-a folosit. În aparatul lui Millikan, picăturile de apă s-ar fi evaporat rapid, în timp ce picăturile individuale de ulei ar putea fi studiate mult timp. Studentul lui Millikan, Harvey Fletcher, a jucat un rol important în implementarea acestei îmbunătățiri.,Millikan a creat o pereche de plăci conductoare paralele orizontal, una deasupra celeilalte, cu un câmp electric mare între ele care ar putea fi reglat. O ceață fină de ulei a fost pulverizată într-o cameră deasupra plăcilor. Multe dintre picături ar deveni încărcate negativ pe măsură ce au luat un număr mic, necunoscut de electroni în timp ce treceau prin duză. Unele dintre picături au căzut apoi printr-o gaură din placa superioară și s-au strecurat în regiunea dintre cele două plăci paralele. Luminate din lateral de o lumină intensă, aceste picături străluceau atunci când regiunea era privită printr-un microscop.,
cu câmpul electric oprit, Millikan putea observa o picătură care cădea și măsura viteza terminalului. Această măsurare ia dat raza picăturii și, din moment ce știa densitatea, putea determina masa. El ar putea apoi să pornească câmpul electric și să-l regleze astfel încât forța electrică să echilibreze exact forța gravitației pe picătură. Cunoscând puterea câmpului și masa picăturii, El putea calcula singura necunoscută, sarcina pe picătură., Această măsurare a fost repetată de mai multe ori și, adesea, aceeași picătură ar fi lăsată să se ridice și să cadă în aparat din nou și din nou, deoarece a ridicat și a vărsat electroni.lucrul cu Fletcher, Millikan a arătat că încărcarea picăturilor a fost întotdeauna un număr întreg multiplu de 1.592 x10-19c, unitatea de bază de încărcare. Astăzi, valoarea acceptată este de 1. 602×10-19c.și-a publicat rezultatele în 1913.în 1915, Millikan a verificat experimental ecuația fotoelectrică importantă a lui Einstein și a făcut prima determinare fotoelectrică directă a Constantei lui Planck h., Lucrarea lui Einstein din 1905 a propus descrierea simplă a „cuantelor de lumină” sau a fotonilor și a arătat cum au explicat efectul fotoelectric. Presupunând că lumina a constat de fapt din pachete de energie discrete, Einstein a propus o relație liniară între energia maximă a electronilor ejectați de pe o suprafață și frecvența luminii incidente. Panta liniei a fost constanta lui Planck, introdusă cu 5 ani mai devreme de Planck. Millikan era convins că ecuația trebuia să fie greșită, din cauza vastului corp de dovezi care arătaseră deja că lumina era un val., Dacă Einstein a fost corect, ecuația sa pentru efectul fotoelectric a sugerat un mod complet diferit de a măsura constanta lui Planck.Millikan a întreprins un program experimental de zece ani pentru a testa teoria lui Einstein prin măsurarea atentă a efectului fotoelectric și chiar a conceput tehnici de răzuire pentru curățarea suprafețelor metalice din interiorul tubului de vid necesar pentru un experiment necontaminat.pentru toate eforturile sale Millikan a găsit ceea ce i-au fost dezamăgitoare rezultate: el a confirmat predicțiile lui Einstein în fiecare detaliu, măsurând constanta lui Planck până la 0,5% prin metoda sa., Dar Millikan nu a fost convins de interpretarea radicală a lui Einstein și, până în 1916, a scris ecuația fotoelectrică a lui Einstein… în opinia mea, nu poate fi privit în prezent ca bazându-se pe orice fel de fundament teoretic satisfăcător,” chiar dacă „ea reprezintă de fapt foarte exact comportamentul” efectului fotoelectric. Cu toate acestea, el a primit Premiul Nobel în parte pentru această descoperire.Millikan este încă cunoscut astăzi cel mai bine pentru faimoasele sale experimente de picătură de ulei, iar studenții de la fizică continuă să reproducă această măsurare riguroasă.