August, 1913: Robert Millikan Rapoartele Lui Picătură de Ulei de Rezultate
Diagrama de Millikan aparatului, din examinarea Fizică de hârtie
Robert Millikan celebra picătură de ulei de experiment, a raportat în August 1913, elegant măsurată unitatea fundamentală de sarcină electrică., Experimentul, o mare îmbunătățire față de încercările anterioare de a măsura sarcina unui electron, a fost numit unul dintre cele mai frumoase din fizica istorie, dar este, de asemenea, sursa de acuzațiile de lipsă de profesionism pe Millikan este parte.Robert Millikan s-a născut în 1868 și a crescut în mediul rural Iowa, al doilea fiu al unui ministru. Millikan a urmat Colegiul Oberlin, și-a obținut doctoratul de la Universitatea Columbia și apoi a petrecut un an în Germania înainte de a ocupa o poziție la Universitatea din Chicago.,prin 1906, Millikan devenise un educator de succes și un scriitor de manuale, dar știa că nu făcuse nicio cercetare de importanță științifică reală și era dornic să-și facă amprenta ca cercetător.J. J. Thomson a descoperit electronul în 1897 și i-a măsurat raportul sarcină-masă. Următorul pas a fost determinarea separată a încărcării electronului. Thomson și alții au încercat să măsoare sarcina electrică fundamentală folosind nori de picături de apă încărcate observând cât de repede au căzut sub influența gravitației și a unui câmp electric., Metoda a dat o estimare brută a încărcării electronului.Millikan a văzut această oportunitate de a aduce o contribuție semnificativă prin îmbunătățirea acestor măsurători. El și-a dat seama că încercarea de a determina încărcarea picăturilor individuale ar putea funcționa mai bine decât măsurarea încărcării pe nori întregi de apă. În 1909 a început experimentele, dar în curând a constatat că picăturile de apă s-au evaporat prea repede pentru măsurarea exactă. El a cerut studentului său absolvent, Harvey Fletcher, să-și dea seama cum să facă experimentul folosind o substanță care s-a evaporat mai lent.,Fletcher a descoperit rapid că poate folosi picături de ulei, produse cu un atomizor de parfum simplu. Picăturile de ulei sunt injectate într-o cameră plină de aer și ridică încărcătura din aerul ionizat. Picăturile cad sau se ridică sub influența combinată a gravitației, vâscozității aerului și a unui câmp electric, pe care experimentatorul îl poate regla. Experimentatorul ar putea urmări picăturile printr-un telescop special conceput și timpul cât de repede cade sau se ridică o picătură. După calendarul în mod repetat creșterea și căderea unei picături, Millikan ar putea calcula taxa pe picătură.,în 1910 Millikan a publicat primele rezultate din aceste experimente, care au arătat clar că taxele pe picături erau multipli întregi ai unei unități fundamentale de încărcare. Dar, după publicarea acestor rezultate, fizicianul vienez Felix Ehrenhaft a susținut că a efectuat un experiment similar, măsurând o valoare mult mai mică pentru taxa elementară. Ehrenhaft a susținut acest lucru a susținut ideea existenței ” subelectronilor.”
Ehrenhaft proba de determinat Millikan a îmbunătăți pe experiment și de a colecta mai multe date pentru a dovedi că are dreptate., El a publicat noile rezultate mai precise în August 1913 în revista fizică. El a declarat că noile rezultate au avut doar o incertitudine 0.2%, o mare îmbunătățire față de rezultatele sale anterioare. Millikan a raportat o valoare de sarcini elementare, 1.592 x 10-19 coulombi, este puțin mai mic decât valoarea acceptată în prezent de 1.602 x 10-19 C, probabil pentru că Millikan a folosit o valoare incorectă pentru viscozitate de aer.,se pare că a fost un experiment frumos care a determinat destul de precis unitatea fundamentală a încărcăturii electrice și a stabilit clar și convingător că „subelectronii” nu existau. Millikan a câștigat Premiul Nobel din 1923 pentru lucrare, precum și pentru determinarea valorii Constantei lui Plank în 1916.dar inspecția ulterioară a caietelor de laborator ale lui Millikan de către istorici și oameni de știință a arătat că între februarie și aprilie 1912, el a luat date despre mult mai multe picături de ulei decât a raportat în lucrare., Acest lucru este îngrijorător, deoarece lucrarea din August 1913 afirmă explicit la un moment dat: „trebuie remarcat, de asemenea, că acesta nu este un grup selectat de picături, ci reprezintă toate picăturile experimentate pe parcursul a 60 de zile consecutive.”Cu toate acestea, într-un alt punct al lucrării, el scrie că cele 58 de picături raportate sunt cele „asupra cărora s-au făcut o serie completă de observații.”În plus, marginile notebook-ului său conțin note precum” beauty publish „sau” ceva greșit.”
Millikan a ignorat în mod deliberat datele care nu se potriveau rezultatelor pe care le dorea?, Poate pentru că era sub presiunea unui rival și dornic să-și facă amprenta ca om de știință, Millikan și-a prezentat greșit datele. Unii au numit acest lucru un caz clar de fraudă științifică. Cu toate acestea, alți oameni de știință și istorici ai uitat atent la notebook-uri, și a concluzionat că Millikan a fost lupta pentru precizie prin raportare doar cele mai fiabile date, nu încearcă în mod deliberat să inducă în eroare pe alții., De exemplu, el a respins picături care erau prea mari și, astfel, au căzut prea repede pentru a fi măsurate cu precizie cu echipamentul său sau prea mici, ceea ce însemna că ar fi fost influențate excesiv de mișcarea browniană. Unele picături nu au seturi complete de date, ceea ce indică faptul că au fost avortate în timpul alergării.
este dificil să știi de azi dacă Millikan menite să denatureze rezultatele sale, deși unii oameni de stiinta au examinat Millikan a datelor și a calculat că, chiar dacă el a inclus toate picături în analiza sa, lui măsurare pentru sarcini elementare nu s-ar fi schimbat de mult la toate.,acest articol a apărut în numărul din August / septembrie 2006 al APS News.