augusztus, 1913: Robert Millikan Jelentések Az Olaj Csepp Eredmények
Ábra Millikan ez a készülék, a Physical Review papír
Robert Millikan híres olaj csepp kísérlet, jelentették augusztus 1913, elegánsan mért az alapvető egység az elektromos töltés., A kísérlet, amely nagy előrelépést jelent az elektron töltésének mérésére irányuló korábbi kísérletekhez képest, a fizika történetének egyik legszebbnek nevezték, de a Millikan részéről a tudományos kötelességszegés állításainak forrása is.
Robert Millikan 1868-ban született, és Iowában, egy lelkész második fiaként nőtt fel. Millikan részt vett az Oberlin Főiskolán, PhD-jét a Columbia Egyetemen szerezte, majd egy évet töltött Németországban, mielőtt a Chicagói Egyetemen helyezkedett el.,
1906 körül Millikan sikeres pedagógus és tankönyvíró lett, de tudta, hogy nem végzett valódi tudományos jelentőségű kutatásokat, és alig várta, hogy kutatóként jelezze magát.
J. J. Thomson fedezte fel az elektronot 1897 – ben, és mérte a töltés-tömeg arányt. A következő lépés az elektron töltésének külön meghatározása volt. Thomson és társai a feltöltött vízcseppek felhőin keresztül próbálták mérni az alapvető elektromos töltést úgy, hogy megfigyelték, milyen gyorsan esnek a gravitáció és az elektromos mező hatására., A módszer durva becslést adott az elektron töltéséről.
Millikan látta ezt a lehetőséget, hogy jelentősen hozzájáruljon ezen mérések javításával. Rájött, hogy az egyes cseppek töltésének meghatározása jobban működhet, mint a teljes vízfelhők töltésének mérése. 1909 – ben kezdte meg a kísérleteket, de hamarosan megállapította, hogy a vízcseppek túl gyorsan elpárologtak a pontos méréshez. Megkérte végzős hallgatóját, Harvey Fletchert, hogy kitalálja, hogyan kell a kísérletet olyan anyaggal elvégezni, amely lassabban elpárolog.,
Fletcher gyorsan megállapította, hogy egy egyszerű parfüm porlasztóval előállított olajcseppeket használhat. Az olajcseppeket egy levegővel töltött kamrába injektálják, majd az ionizált levegőből felveszik a töltést. A cseppek ezután a gravitáció, a levegő viszkozitása, valamint egy elektromos mező együttes hatása alatt esnek vagy emelkednek, amelyet a kísérletező beállíthat. A kísérletező egy speciálisan tervezett távcsőn keresztül figyelhette a cseppeket,és az idő, hogy egy csepp milyen gyorsan esik vagy emelkedik. Miután többször időzítette a csepp emelkedését és esését, Millikan kiszámította a csepp töltését.,
1910-ben Millikan közzétette ezeknek a kísérleteknek az első eredményeit, amelyek egyértelműen kimutatták, hogy a cseppek töltése egy alapvető töltési egység egész többszöröse volt. De az eredmények közzététele után Felix Ehrenhaft Bécsi fizikus azt állította, hogy hasonló kísérletet végzett, sokkal kisebb értéket mérve az elemi töltéshez. Ehrenhaft szerint ez támogatta a “szubelektronok” létezésének gondolatát.”
Ehrenhaft kihívása arra késztette Millikant, hogy javítsa kísérletét, és gyűjtsön több adatot annak bizonyítására, hogy igaza volt., Az új, pontosabb eredményeket 1913 augusztusában tette közzé a fizikai áttekintésben. Kijelentette, hogy az új eredmények csak 0,2 százalékos bizonytalanságot mutatnak, ami nagy előrelépés a korábbi eredményekhez képest. Az elemi töltés Millikan jelentett értéke, 1,592 x 10-19 coulombs, kissé alacsonyabb, mint a jelenleg elfogadott 1,602 x 10-19 C érték, valószínűleg azért, mert a Millikan helytelen értéket használt a levegő viszkozitására.,
úgy tűnt, hogy ez egy gyönyörű kísérlet, amely meglehetősen pontosan meghatározta az elektromos töltés alapvető egységét, és egyértelműen és meggyőzően megállapította, hogy “alelektronok” nem léteznek. Millikan elnyerte az 1923-as Nobel-díjat a munkáért, valamint a deszka állandó értékének 1916-os meghatározásáért.
de a Millikan laboratóriumi jegyzetfüzeteinek történészek és tudósok általi későbbi vizsgálata során kiderült, hogy 1912 februárja és áprilisa között sokkal több olajcseppről készített adatokat, mint amennyit a lap jelentett., Ez aggasztó, mivel az augusztus 1913 papír kifejezetten egy ponton, “Ez kell, jegyezte, hogy ez nem egy kiválasztott csoport csepp, de képviseli a csepp kísérletezett után során 60 egymást követő napon.”A lap egy másik pontján azonban azt írja, hogy a bejelentett 58 csepp azok”, amelyekre teljes megfigyeléssorozatot készítettek.”Ezenkívül a jegyzetfüzet margói olyan jegyzeteket tartalmaznak, mint például: “beauty publish” vagy “valami baj.”
Millikan szándékosan figyelmen kívül hagyta azokat az adatokat, amelyek nem felelnek meg a kívánt eredményeknek?, Talán azért, mert egy rivális nyomás alatt állt, és alig várta, hogy tudósként jelezze magát, Millikan félrevezette az adatait. Néhányan ezt a tudományos csalás egyértelmű esetének nevezték. Más tudósok és történészek azonban alaposan megvizsgálták jegyzetfüzeteit, és arra a következtetésre jutottak, hogy Millikan pontosságra törekedett azzal, hogy csak a legmegbízhatóbb adatait jelentette be, nem próbálta szándékosan félrevezetni másokat., Például elutasította a túl nagy cseppeket, így túl gyorsan esett, hogy pontosan lehessen mérni a felszerelésével, vagy túl kicsi, ami azt jelentette, hogy túlságosan befolyásolták volna őket a Brown-mozgás. Néhány cseppnek nincs teljes adatkészlete, jelezve, hogy megszakadt a futás során.
nehéz megmondani ma, hogy Millikan célja, hogy kezdeményezze az eredmények, bár egyes tudósok megvizsgálták Millikan adatait, illetve kiszámította, hogy ha volt is neki tartalmazza az összes csepp az elemzés, a mérés, az elemi töltés nem sokat változott.,
Ez a cikk az APS News 2006. augusztusi/szeptemberi számában jelent meg.