Смекни!
smekni.com
Исторические личности

Жизнь и деятельность Роберта Милликена (стр. 5 из 5)

“Как толь­ко я вер­нул­ся в свою лаборато­рию осе­нью 1912 го­да, - пи­сал Мил­ли­кен, - я при­сту­пил к кон­ст­руи­ро­ва­нию но­во­го аппара­та, при по­мо­щи ко­то­ро­го мож­но бы­ло бы по­лучить убе­ди­тель­ное ре­ше­ние про­бле­мы это­го фо­то­элек­три­че­ско­го урав­не­ния Эйн­штей­на. Я поч­ти не на­де­ял­ся, что ре­ше­ние, ес­ли толь­ко я его по­лу­чу, бу­дет по­ло­жи­тель­ным. Но во­прос был чрез­вы­чай­но важ­ным, и най­ти ка­кое-то ре­ше­ние бы­ло не­об­хо­ди­мо. Я на­чал фо­тоэлектрические ис­сле­до­ва­ния в ок­тяб­ре 1912 го­да, и они за­ня­ли прак­ти­че­ски все мое вре­мя, ко­то­рое я по­свя­щал ис­сле­до­ва­ни­ям на про­тя­же­нии по­сле­дую­щих трех лет”.

Вся труд­ность сво­ди­лась к то­му, что­бы оп­ре­де­лить, в ка­кой за­ви­си­мо­сти на­хо­дит­ся энер­гия от цве­та, или час­то­ты. Эйн­штейн го­ворил, что эта за­ви­си­мость бы­ла пря­мой: энер­гия рав­на час­то­те, по­мно­жен­ной на оп­ре­де­лен­ное чис­ло. Это “оп­ре­де­лен­ное чис­ло” бы­ло по­стоянным для лю­бо­го пас­та. Оно долж­но бы­ло быть при­род­ной кон­стан­той. Эйн­штейн приме­няя для это­го чис­ла обо­зна­че­ние h из ува­же­ния к сво­ему кол­ле­ге Мак­су План­ку.

За не­сколь­ко лет до это­го Макс Планк пер­вый су­мел ре­шить тео­ре­ти­че­скую про­бле­му в об­лас­ти ра­диа­ции, про­из­воль­но за­ме­нив в фор­му­ле член, обо­зна­чаю­щий энер­гию, дру­гим чле­ном, в ко­то­рый вхо­ди­ли обо­зна­че­ния часто­ты и этой са­мой по­сто­ян­ной ве­ли­чи­ны. Планк обо­зна­чил эту ве­ли­чи­ну че­рез h и рассматри­вал всю опе­ра­цию лишь как удоб­ный мате­матический при­ем, ко­то­рый по­мог ему ре­шить за­да­чу. Эйн­штейн же уви­дел, что Планк не­воль­но сде­лал зна­чи­тель­но боль­ше. При по­мо­щи “ма­те­ма­ти­че­ско­го прие­ма” План­ка про­бле­ма ре­ша­лась - зна­чит, он точ­но от­ра­жал ис­тин­ное по­ло­же­ние ве­щей.

Эйн­штейн при­дал это­му прие­му бу­к­валь­ное зна­че­ние, и его фо­то­элек­три­че­ское урав­не­ние ста­ло пер­вым не­по­сред­ст­вен­ным при­ме­не­ни­ем но­вой кван­то­вой тео­рии. Мил­ли­кен ре­шил про­верить тео­рию Эйн­штей­на, по­пы­тав­шись полу­чить от­ве­ты на сле­дую­щие три во­про­са:

1. Дей­ст­ви­тель­но ли энер­гия кван­та све­та рав­на час­то­те све­та, взя­той h раз?

2. Яв­ля­ет­ся ли чис­ло h дей­ст­ви­тель­но по­стоянной ве­ли­чи­ной для всех цве­тов?

3. Со­от­вет­ст­ву­ет ли фо­то­элек­три­че­ское урав­не­ние Эйн­штей­на то­му, что име­ет ме­сто в при­ро­де?

Для опы­тов Мил­ли­кен скон­ст­руи­ро­вал ори­ги­наль­ный ап­па­рат, ко­то­рый он позд­нее на­звал “ва­ку­ум­ной па­рик­махер­ской”. В стеклян­ную ва­ку­ум­ную ка­ме­ру он по­мес­тил поворот­ный диск. Этот диск мож­но бы­ло по­во­ра­чи­вать при по­мо­щи маг­ни­та, рас­по­ло­жен­но­го за преде­лами ка­ме­ры. С трех сто­рон на дис­ке находи­лись не­боль­шие ко­ли­че­ст­ва трех ме­тал­лов, от­личающихся вы­со­кой ак­тив­но­стью, - на­трия, ка­лия и ли­тия, ка­ж­дый реа­ги­ро­вал на свет толь­ко од­ной оп­ре­де­лен­ной час­то­ты.

Вслед­ст­вие то­го, что ус­пех экс­пе­ри­мен­та в ог­ром­ной сте­пе­ни за­ви­сел от ха­рак­те­ра по­верхности ка­ж­до­го из ме­тал­ли­че­ских образ­цов, в ка­ме­ру бы­ло так­же по­ме­ще­но не­боль­шое при­спо­соб­ле­ние для шли­фов­ки по­верх­но­сти об­разцов. Оно при­во­ди­лось в дей­ст­вие при помо­щи маг­ни­тов, рас­по­ло­жен­ных вне ка­ме­ры.

Про­хо­дя сквозь лин­зы и приз­му, бе­лый свет пре­лом­лял­ся. Сквозь уз­кую щель луч то­го или ино­го ос­нов­но­го цве­та получавшего­ся спек­тра на­прав­лял­ся на по­верх­ность метал­лического об­раз­ца, и Мил­ли­кен мог на­блю­дать дей­ст­вие лу­ча од­но­го цве­та на ме­талл. В то вре­мя как ме­тал­ли­че­ская по­верх­ность освеща­лась по­сле­до­ва­тель­но лу­чом ка­ж­до­го основно­го цве­та, Мил­ли­кен из­ме­рял ко­ли­че­ст­ва выле­тавших элек­тро­нов и их энер­гию, оп­ре­де­ляя ко­ли­че­ст­во элек­три­че­ской энер­гии, необхо­димой, что­бы ос­та­но­вить их. Ес­ли, на­при­мер, для то­го, что­бы удер­жать в воз­ду­хе те­ло не­известного ве­са, не­об­хо­ди­ма си­ла, рав­ная пя­ти фун­там, то мож­но ска­зать, что это те­ло ве­сят пять фун­тов. Рас­су­ж­дая та­ким об­ра­зом. Мил­ли­кен оп­ре­де­лял ско­рость элек­тро­нов пу­тем из­мерения си­лы, тре­буе­мой для пол­ной оста­новки их. Зная ско­рость, он мог вы­счи­тать энер­гию элек­тро­нов, вы­де­ляю­щих­ся при осве­щении ме­тал­ли­че­ской по­верх­но­сти лу­чом каж­дого цве­та.

Ко­гда этот опыт и рас­че­ты бы­ли продела­ны для всех час­тей спек­тра, Мил­ли­кен смог вы­чер­тить кри­вую, по­ка­зы­ваю­щую зависи­мость энер­гии элек­тро­на от цве­та лу­ча, иличас­то­ты. По­лу­чен­ные им ре­зуль­та­ты да­ли аб­солютно по­ло­жи­тель­ные от­ве­ты на поставлен­ные им три во­про­са и под­твер­ди­ли вер­ность тео­рии Эйн­штей­на. По­сле пря­мых из­ме­ре­ний ока­за­лось, что по­сто­ян­ная ве­ли­чи­на План­ка рав­на

Дж*се­кунд (
эрг*се­кунд).

Мил­ли­кен так­же раз­ра­бо­тал ме­то­ди­ку атом­ной спек­то­ро­ско­пии в край­ней ульт­ра­фио­ле­то­вой об­лас­ти и ис­сле­до­вал кос­ми­че­ские лу­чи с по­мо­щью ио­ни­за­ци­он­ной ка­ме­ры.

Он умер 19 де­каб­ря 1953 го­да в Сан-Ма­ри­но.

Аме­ри­ка дол­го жда­ла та­ко­го че­ло­ве­ка, как Мил­ли­кен. Он был вы­даю­щим­ся исследо­вателем. Ра­бо­тая пре­по­да­ва­те­лем в Чи­ка­го, он от­да­вал мно­го вре­ме­ни под­го­тов­ке и поощре­нию мо­ло­дых лю­дей, на ра­бо­ту с ко­то­ры­ми у Май­кель­со­на не хва­та­ло тер­пе­ния. Вы­пол­няя ад­ми­ни­ст­ра­тив­ные функ­ции в Ка­ли­фор­ний­ском тех­но­ло­ги­че­ском ин­сти­ту­те, он под­го­то­вил не­сколько по­ко­ле­ний мо­ло­дых уче­ных. Уро­вень их под­го­тов­ки был на­столь­ко вы­сок, что отпа­ла не­об­хо­ди­мость на­прав­лять мо­ло­дых амери­канцев за гра­ни­цу для по­лу­че­ния на­уч­но­го об­разования. Бла­го­да­ря Ро­бер­ту Эн­д­рю­су Мил­ли­ке­ну аме­ри­кан­ская нау­ка всту­пи­ла в по­ру зре­ло­сти.

 
назад
1
2
3
4
5
НАПИШИТЕ НАМ
Copyright © Smekni.com. All rigths reserved.