srpna, 1913: Robert Millikanův Zprávy Jeho Kapka Oleje Výsledků
Schéma Millikanův aparátu, od jeho Fyzického Recenze papíru
Robert Millikanův slavné kapka oleje experiment, uvádí v srpnu 1913, elegantně měřit základní jednotka elektrického náboje., Experiment, velké zlepšení oproti předchozím pokusům, k měření náboje elektronu, byl nazýván jedním z nejkrásnějších ve fyzice, historii, ale je také zdrojem obvinění z vědeckého pochybení na Millikanův je součástí.
Robert Millikan se narodil v roce 1868 a vyrostl ve venkovské Iowě, druhém synovi ministra. Millikan navštěvoval Oberlin College, získal doktorát na Columbia University a poté strávil rok v Německu, než nastoupil na Chicagskou univerzitu.,
asi 1906, Millikanův se stal úspěšný pedagog a učebnice spisovatel, ale věděl, že neudělal žádnou výzkum skutečný vědecký význam, a byl horlivý, aby se jeho značka jako výzkumník.
J. J. Thomson objevil elektron v roce 1897 a změřil jeho poměr náboje k hmotnosti. Dalším krokem bylo určení náboje elektronu zvlášť. Thomson a další se pokusili změřit základní elektrický náboj pomocí mraků nabitých kapiček vody pozorováním, jak rychle padli pod vlivem gravitace a elektrického pole., Metoda dala hrubý odhad náboje elektronu.
Millikan viděl tuto příležitost významně přispět zlepšením těchto měření. Uvědomil si, že snaha o stanovení náboje na jednotlivých kapkách může fungovat lépe než měření náboje na celých oblacích vody. V roce 1909 začal experimenty, ale brzy zjistil, že kapičky vody se odpařovaly příliš rychle pro přesné měření. Požádal svého postgraduálního studenta Harveyho Fletchera, aby zjistil, jak provést experiment pomocí nějaké látky, která se odpařovala pomaleji.,
Fletcher rychle zjistil, že může použít kapičky oleje vyrobené jednoduchým rozprašovačem parfému. Kapičky oleje se vstřikují do komory naplněné vzduchem a zvedají náboj z ionizovaného vzduchu. Kapky pak padají nebo stoupají pod kombinovaným vlivem gravitace, viskozity vzduchu a elektrického pole, které může experimentátor upravit. Experimentátor mohl sledovat kapky pomocí speciálně navrženého dalekohledu a čas, jak rychle klesá nebo stoupá kapka. Po opakovaném načasování vzestupu a pádu kapky mohl Millikan vypočítat poplatek za pokles.,
V roce 1910 Millikanův zveřejnila první výsledky z těchto experimentů, které jasně ukázaly, že náklady na kapky byly všechny celočíselné násobky základní jednotka náboje. Ale po zveřejnění těchto výsledků, Vídeňský fyzik Felix Ehrenhaft tvrdil, že provedl podobný experiment, měření mnohem menší hodnotu pro elementární náboj. Ehrenhaft tvrdil, že to podporuje myšlenku existence “ subelektronů.“
Ehrenhaft je výzvou vyzváni Millikanův zlepšit jeho experimentovat a sbírat více dat, aby dokázal, že měl pravdu., Nové, přesnější výsledky zveřejnil v srpnu 1913 ve fyzickém přehledu. Uvedl, že nové výsledky měly pouze 0,2% nejistotu, což je velké zlepšení oproti jeho předchozím výsledkům. Millikanův hlášené hodnoty pro elementární náboj, 1.592 x 10-19 coulombech, je mírně nižší než v současné době uznávané hodnoty ve výši 1,602 x 10-19 C, pravděpodobně proto, Millikanův použity nesprávné hodnoty pro viskozitu vzduchu.,
zdá se, že to byl krásný experiment, který určil poměrně přesně základní jednotku elektrického náboje, a jasně a přesvědčivě zjištěno, že „subelectrons“ neexistoval. Millikan získal Nobelovu cenu za práci v roce 1923, stejně jako za stanovení hodnoty Plankovy konstanty v roce 1916.
Ale později inspekce Millikanův laboratoře notebooky historiky a vědci bylo zjištěno, že mezi únorem a dubnem 1912, vzal údajů o mnoho více ropy klesne, než se uvádí v novinách., To je znepokojující, protože papír ze srpna 1913 výslovně uvádí V jednom bodě, “ je třeba také poznamenat, že se nejedná o vybranou skupinu kapek, ale představuje všechny kapky experimentované během 60 po sobě jdoucích dnů.“V jiném bodě v novinách však píše, že 58 hlášených kapek jsou ty“, na kterých byla provedena kompletní řada pozorování.“Okraje jeho notebooku navíc obsahují poznámky jako“ beauty publish „nebo“ něco špatně.“
Millikan úmyslně ignoroval data, která neodpovídala výsledkům, které chtěl?, Možná proto, že byl pod tlakem soupeře a dychtivě se stal vědcem, Millikan zkreslil svá data. Někteří to označili za jasný případ vědeckých podvodů. Nicméně, jiní vědci a historici se podíval pozorně na jeho notebooky, a dospěl k závěru, že Millikanův byla snaha o přesnost tím, že hlášení pouze jeho nejspolehlivější údaje, nesnaží se záměrně v omyl ostatní., Například, on odmítl kapky, které jsou příliš velké, a tak klesly příliš rychle, aby se měří přesně s jeho zařízení, nebo příliš malé, což znamenalo, že by byl příliš ovlivněn Brownův pohyb. Některé kapky nemají kompletní datové sady, což naznačuje, že byly během běhu přerušeny.
je těžké vědět již dnes, zda Millikanův určena k zkreslit jeho výsledky, i když někteří vědci zkoumali Millikanův data a vypočítané, že i kdyby měl zahrnuty všechny kapky v jeho analýzu, jeho měření pro základní poplatek by neměl mít moc nezměnila.,
tento článek se objevil v srpnovém/zářijovém vydání APS News.