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Robert Andrews Millikan एक अमेरिकी प्रायोगिक भौतिकविद थे जिन्हें 1923 में प्राथमिक विद्युत आवेश के मापन और प्रकाश विद्युत प्रभाव पर उनके काम के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।
Millikan ने 1891 में Oberlin College से स्नातक किया और 1895 में Columbia University से अपनी डॉक्टरेट प्राप्त की। 1896 में वह University of Chicago में एक सहायक बने, जहां वह 1910 में पूर्ण प्रोफेसर बने। 1909 में Millikan ने एक एकल इलेक्ट्रॉन द्वारा वहन किए गए विद्युत आवेश को निर्धारित करने के लिए प्रयोगों की एक श्रृंखला शुरू की। उन्होंने एक विद्युत क्षेत्र में आवेशित जल बूंदों के पाठ्यक्रम को मापने से शुरुआत की। परिणामों से पता चला कि बूंदों पर आवेश प्राथमिक विद्युत आवेश का एक गुणज है, लेकिन प्रयोग सांत्वनादायक होने के लिए काफी सटीक नहीं था। उन्होंने 1910 में अपने प्रसिद्ध तेल-बूंद प्रयोग के साथ अधिक सटीक परिणाम प्राप्त किए जिसमें उन्होंने पानी को तेल से बदल दिया जो बहुत जल्दी वाष्पित हो जाता था।
1914 में Millikan ने Albert Einstein द्वारा 1905 में प्रकाश विद्युत प्रभाव का वर्णन करने के लिए प्रस्तुत समीकरण की प्रायोगिक पुष्टि करने के लिए समान कौशल के साथ आगे बढ़े। उन्होंने Planck की स्थिरांक का एक सटीक मान प्राप्त करने के लिए इसी शोध का उपयोग किया। 1921 में Millikan University of Chicago को छोड़कर Pasadena, California में California Institute of Technology Caltech पर Norman Bridge Laboratory of Physics के निदेशक बने। वहां उन्होंने भौतिकविद् Victor Hess द्वारा बाहरी अंतरिक्ष से आने वाली विकिरण का एक प्रमुख अध्ययन किया। Millikan ने साबित किया कि यह विकिरण वास्तव में पृथ्वीबाह्य मूल का है, और उन्होंने इसका नाम "कॉस्मिक किरणें" रखा। 1921 से 1945 में अपनी सेवानिवृत्ति तक Caltech के कार्यकारी परिषद के अध्यक्ष के रूप में स्कूल के शासी निकाय का नेतृत्व करते हुए, Millikan ने स्कूल को United States के अग्रणी अनुसंधान संस्थानों में से एक में बदलने में मदद की। उन्होंने 1921 से 1953 तक Science Service के बोर्ड ऑफ ट्रस्टीज़ पर भी काम किया, जिसे अब Society for Science & the Public के रूप में जाना जाता है।
जीवनी
शिक्षा
Robert Andrews Millikan का जन्म 22 मार्च, 1868 को Morrison, Illinois में हुआ था। वह Maquoketa, Iowa में हाई स्कूल गए और 1891 में Oberlin College से क्लासिक्स में स्नातक की डिग्री और 1895 में Columbia University से भौतिकी में डॉक्टरेट प्राप्त किया – वह उस विभाग से पीएच.डी. अर्जित करने वाले पहले व्यक्ति थे।
मेरे sophomore वर्ष के अंत में [...] मेरे Greek प्रोफेसर [...] ने मुझसे अगले वर्ष तैयारी विभाग में प्रारंभिक भौतिकी के पाठ्यक्रम को पढ़ाने के लिए कहा। मेरे जवाब पर कि मुझे कोई भी भौतिकी नहीं पता है, उनका जवाब था, "कोई भी जो मेरी Greek में अच्छा कर सकता है वह भौतिकी पढ़ा सकता है।" "ठीक है," मैंने कहा, "आपको परिणाम भुगतने होंगे, लेकिन मैं कोशिश करूंगा और देखूंगा कि मैं इसके साथ क्या कर सकता हूं।" मैंने तुरंत Avery का Elements of Physics खरीदा, और 1889 की गर्मी की छुट्टी का अधिकांश समय घर पर विषय में महारत हासिल करने की कोशिश करते हुए बिताया। [...] मुझे संदेह है कि मैंने 1889 में भौतिकी के अपने पहले पाठ्यक्रम में कभी बेहतर पढ़ाया है। मैं अपने ज्ञान को कक्षा के ज्ञान से आगे रखने में इतना तीव्र रूप से रुचि रखता था कि हो सकता है वे मेरी अपनी रुचि और उत्साह को पकड़ सकते थे।
शिक्षा के प्रति Millikan का उत्साह उनके पूरे कैरियर में जारी रहा, और वह परिचयात्मक पाठ्यपुस्तकों की एक लोकप्रिय और प्रभावशाली श्रृंखला के सह-लेखक थे, जो कई मायनों में अपने समय से आगे थे। समय की अन्य किताबों की तुलना में, वे विषय के साथ व्यवहार करते थे उस तरीके से जिस तरीके से भौतिकविद् इसके बारे में सोचते थे। उनमें कई गृहकार्य समस्याएं भी शामिल थीं जो वैचारिक प्रश्न पूछती थीं, बजाय सरलतः छात्र से सूत्र में संख्याएं प्लग करने के लिए कहने के।
इलेक्ट्रॉन का आवेश
1908 से शुरू करते हुए, University of Chicago में प्रोफेसर के रूप में, Millikan एक तेल-बूंद प्रयोग पर काम करते थे जिसमें उन्होंने एक एकल इलेक्ट्रॉन पर आवेश को मापा। J. J. Thomson ने पहले से ही इलेक्ट्रॉन के आवेश-से-द्रव्यमान अनुपात की खोज की थी। हालांकि, वास्तविक आवेश और द्रव्यमान मान अज्ञात थे। इसलिए, यदि इन दोनों मानों में से कोई एक खोजा जाए, तो दूसरे की आसानी से गणना की जा सकती है। Millikan और उनके तत्कालीन स्नातक छात्र Harvey Fletcher ने इलेक्ट्रॉन के आवेश के साथ-साथ इलेक्ट्रॉन द्रव्यमान और Avogadro की संख्या को मापने के लिए तेल-बूंद प्रयोग का उपयोग किया, क्योंकि उनका संबंध इलेक्ट्रॉन आवेश के लिए ज्ञात था।
प्रोफेसर Millikan ने एकमात्र श्रेय लिया, बदले में Harvey Fletcher ने अपनी डिसर्टेशन के लिए एक संबंधित परिणाम पर पूर्ण लेखकत्व का दावा किया। Millikan ने 1923 में भौतिकी के लिए नोबेल पुरस्कार जीता, आंशिक रूप से इस काम के लिए, और Fletcher ने अपनी मृत्यु तक समझौते को गुप्त रखा। 1910 में अपने पहले परिणामों पर एक प्रकाशन के बाद, Felix Ehrenhaft द्वारा विरोधाभासी अवलोकन ने दोनों भौतिकविदों के बीच एक विवाद शुरू किया। अपने सेटअप में सुधार करने के बाद, Millikan ने 1913 में अपना महत्वपूर्ण अध्ययन प्रकाशित किया।
प्राथमिक आवेश मौलिक भौतिक स्थिरांकों में से एक है, और इसके मान का सटीक ज्ञान बहुत महत्वपूर्ण है। उनके प्रयोग ने दो धातु इलेक्ट्रोडों के बीच गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध निलंबित तेल की छोटी आवेशित बूंदों पर बल को मापा। विद्युत क्षेत्र को जानने से, बूंद पर आवेश निर्धारित किया जा सकता है। कई बूंदों के लिए प्रयोग को दोहराते हुए, Millikan ने दिखाया कि परिणामों को एक सामान्य मान 1.592 × 10−19 कूलम्ब के पूर्णांक गुणज के रूप में समझाया जा सकता है, जो एक एकल इलेक्ट्रॉन का आवेश है। यह कि यह 1.602 176 5314 x 10−19 कूलम्ब के आधुनिक मान से कुछ कम है, शायद Millikan के वायु के चिपचिपापन के लिए एक अनुचित मान के उपयोग के कारण है।
हालांकि Millikan के तेल-बूंद प्रयोगों के समय यह स्पष्ट हो रहा था कि परमाणु कण मौजूद हैं, सभी को विश्वास नहीं था। 1897 में कैथोड किरणों के साथ प्रयोग करते हुए, J. J. Thomson ने नकारात्मक रूप से आवेशित 'कणों' की खोज की थी, जैसा कि उन्होंने उन्हें कहा था, एक आवेश-से-द्रव्यमान अनुपात के साथ जो एक हाइड्रोजन आयन का 1840 गुना था। समान परिणाम George FitzGerald और Walter Kaufmann द्वारा भी पाए गए थे। हालांकि, अधिकांश जो तब विद्युत और चुंबकत्व के बारे में ज्ञात था, इस आधार पर समझाया जा सकता था कि आवेश एक निरंतर चर है; उसी तरह जिस तरह से प्रकाश के कई गुणों को इसे एक निरंतर तरंग के रूप में मानते हुए समझाया जा सकता है न कि फोटॉन के प्रवाह के रूप में।
तेल-बूंद प्रयोग की सुंदरता यह है कि आवेश के मौलिक इकाई के काफी सटीक निर्धारण की अनुमति देने के साथ-साथ, Millikan के उपकरण ने एक 'व्यावहारिक' प्रदर्शन भी प्रदान किया कि आवेश वास्तव में परिमाणीकृत है। General Electric Company के Charles Steinmetz, जिन्होंने पहले सोचा था कि आवेश एक निरंतर चर है, Millikan के उपकरण के साथ काम करने के बाद अन्यथा आश्वस्त हो गए।
डेटा चयन विवाद
इलेक्ट्रॉन आवेश को मापने के लिए अपने दूसरे प्रयोग से परिणामों के उपयोग में Millikan की चयनात्मकता पर कुछ विवाद है। इस मुद्दे पर Allan Franklin द्वारा चर्चा की गई है, जो University of Colorado में एक पूर्व उच्च-ऊर्जा प्रयोगवादी और वर्तमान विज्ञान दर्शन शास्त्री हैं। Franklin का तर्क है कि Millikan के डेटा को बाहर निकालने से प्राप्त आवेश का अंतिम मान प्रभावित नहीं होता है, लेकिन Millikan के पर्याप्त "कॉस्मेटिक सर्जरी" ने सांख्यिकीय त्रुटि को कम किया। इससे Millikan को इलेक्ट्रॉन का आवेश आधे प्रतिशत से बेहतर देने में सक्षम बनाया; वास्तव में, यदि Millikan ने उन सभी डेटा को शामिल किया होता जिन्हें उन्होंने त्याग दिया था, तो त्रुटि 2% से कम होती। जबकि इससे अभी भी Millikan के इलेक्ट्रॉन के आवेश को मापने में सफल होना चाहिए था, जो समय में किसी और से बेहतर था, थोड़ी अधिक अनिश्चितता ने भौतिकी समुदाय के भीतर उनके परिणामों के साथ अधिक असहमति की अनुमति दी होती, जिससे Millikan शायद बचना चाहते थे। David Goodstein तर्क देते हैं कि Millikan का कथन कि साठ दिनों की अवधि में देखी गई सभी बूंदों का उपयोग पत्र में किया गया था, एक बाद के वाक्य में स्पष्ट किया गया था जिसमें सभी "बूंदें जिन पर अवलोकनों की पूरी श्रृंखला की गई थी" निर्दिष्ट की गई थीं। Goodstein प्रमाणित करते हैं कि यह वास्तव में मामला है और नोट करते हैं कि पाँच पृष्ठ की तालिकाएं दोनों वाक्यों को अलग करती हैं।
प्रकाश विद्युत प्रभाव
जब Einstein ने प्रकाश के कण सिद्धांत पर अपना महत्वपूर्ण 1905 पत्र प्रकाशित किया, Millikan को विश्वास था कि यह गलत होना चाहिए, क्योंकि साक्ष्य के विशाल निकाय ने पहले से ही दिखाया था कि प्रकाश एक तरंग था। उन्होंने Einstein के सिद्धांत को परीक्षण करने के लिए एक दशक लंबा प्रायोगिक कार्यक्रम शुरू किया, जिसके लिए फोटो इलेक्ट्रोड की बहुत स्वच्छ धातु की सतह तैयार करने के लिए "vacuo में एक मशीन की दुकान" बनाने की आवश्यकता थी। 1914 में प्रकाशित उनके परिणामों ने हर विवरण में Einstein की भविष्यवाणियों की पुष्टि की, लेकिन Millikan Einstein की व्याख्या से आश्वस्त नहीं थे, और 1916 तक उन्होंने लिखा, "Einstein का प्रकाश विद्युत समीकरण... मेरे विचार में वर्तमान में किसी भी प्रकार के संतोषजनक सैद्धांतिक आधार पर नहीं माना जा सकता है," भले ही "यह वास्तव में प्रकाश विद्युत प्रभाव के व्यवहार का बहुत सटीकता से प्रतिनिधित्व करता है"। हालांकि, उनकी 1950 की आत्मकथा में, उन्होंने केवल घोषणा की कि उनका काम "किसी अन्य व्याख्या को मुश्किल से अनुमति देता है, जो Einstein ने मूल रूप से सुझाया था, अर्थात् प्रकाश के अर्ध-कणिका या फोटॉन सिद्धांत।"
चूंकि Millikan का काम आधुनिक कण भौतिकी के लिए कुछ आधार बनाया गया था, यह विडंबनापूर्ण है कि वह बीसवीं सदी के भौतिकी में विकास के बारे में काफी रूढ़िवादी थे, जैसा कि फोटॉन सिद्धांत के मामले में। एक और उदाहरण यह है कि उनकी पाठ्यपुस्तक, 1927 संस्करण के रूप में, स्पष्ट रूप से ईथर के अस्तित्व को कहती है, और Einstein के सापेक्
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