Millikan Robert Andrews

Millikan Robert Andrews

Millikan 〈mìlikën〉 Robert Andrews [STF] (Morrison, Illinois, 1868 - San Marino, California, 1953) Prof. di fisica nell'univ. di Chicago (1910), poi (1921) nel politecnico della California, a Pasadena; ebbe il premio Nobel per la fisica nel 1923 per le sue ricerche sulla carica dell'elettrone; socio straniero dei Lincei (1948). ◆ [EMG] Campo di M.: quello delle radiazioni X di lunghezza d'onda tra 60 e 10 nm. ◆ [EMG] [FSN] Esperimento di M.: quello con cui M. dimostrò sperimentalmente, nel 1909, la natura discreta della carica elettrica e misurò il valore della carica elementare, cioè della carica dell'elettrone. Egli si servì di un dispositivo precedentemente realizzato da F. Ehrenhaft (donde la denomin. di esperimento di Ehrenhaft-M. da taluno usata), ma al quale apportò sostanziali perfezionamenti. Il dispositivo è costituito (v. fig.) da un recipiente connesso a una pompa a vuoto e contenente aria a bassa pressione; nell'interno si trovano due lamine metalliche piane e parallele; la lamina inferiore è connessa elettricamente al recipiente, posto a terra, mentre quella superiore può essere portata a un potenziale V regolabile rispetto alla terra ed è provvista di un foro in corrispondenza a uno spruzzatore da cui esce un getto di goccioline d'olio; queste ultime, vivamente illuminate da una sorgente luminosa, sono osservate, normalmente al piano della figura, mediante un microscopio micrometrico. Inizialmente V è nullo; le goccioline cadono sotto l'azione del peso, e il loro moto, sensibilmente uniforme, è regolato dalla legge di Stokes. Applicato un certo potenziale V alla lamina superiore, si stabilisce nella zona tra le lamine in prossimità dello spruzzatore un campo elettrico sensibilmente uniforme, di intensità V/h, se h è la distanza tra le lamine medesime; poiché le goccioline si elettrizzano negativamente per effetto triboelettrico all'atto della loro formazione nell'ugello dello spruzzatore, alla forza peso si aggiunge ora anche la forza del campo elettrico, pari a Vq/h se si indica con q la carica elettrica di ogni gocciolina. Prendendo in esame una singola gocciolina, è possibile, variando opportunamente il segno e il valore di V, rallentarne a piacere, sino all'arresto, il moto di caduta, e addirittura invertire il moto. Tra la velocità vl di cui la gocciolina è animata in assenza del campo elettrico e quella v₂ che essa ha quando è presente il campo passa la relazione vl/v₂=mg/[(Vq/h)-mg], dove m è la massa della gocciolina (determinata ove si misuri al microscopio il raggio della goccia e sia nota la densità dell'olio) e g è l'accelerazione di gravità. Le velocità si determinano con l'osservazione al microscopio e, essendo note o misurabili le altre grandezze, da tale relazione si misura q; si trova che q è sempre un multiplo intero della carica dell'elettrone. Le condizioni sperimentali possono essere variate mettendo in funzione una sorgente di raggi X che irradi la gocciolina; si riscontra allora che il moto della goccia in esame muta bruscamente, in conseguenza delle variazioni della sua carica conseguenti alla ionizzazione operata dai raggi X; si trova che dette variazioni sono sempre multipli interi della carica dell'elettrone. ◆ [EMG] Metodo di M.: il metodo, detto anche metodo delle gocce, seguito da M. nel suo esperimento (v. sopra) per misurare la carica dell'elettrone.