Fisico statunitense. Direttore, dal 1921, del laboratorio di fisica Norman
Bridge, dal 1921 al 1945 fu presidente del consiglio esecutivo del California
Institute of Technology a Pasadena. Nel 1923 ricevette il premio Nobel per la
fisica per le sue ricerche sulle dimensioni e sulla carica dell'elettrone e per
la prima determinazione fotoelettrica del quanto di luce. In seguito
studiò la parte dello spettro delle radiazioni elettromagnetiche compresa
tra le radiazioni luminose e i raggi X e le proprietà degli atomi
leggeri. Si dedicò inoltre allo studio dei raggi cosmici, formulando una
teoria circa la loro origine. Fu autore di numerosi libri, tra i quali:
Meccanica,
Fisica molecolare e calore (1903);
L'elettrone
(1917);
Raggi cosmici (1935) (Morrison, Illinois 1868 - Pasadena,
California 1958). ║
Esperienza di M.: esperimento compiuto da
M. al fine di misurare la carica dell'elettrone. Consiste nel far cadere
goccioline di olio elettrizzate in un campo elettrico verticale; regolando tale
campo e misurando l'intensità della forza necessaria a equilibrare il
peso di una gocciolina,
M. risalì al valore della carica elettrica
delle goccioline, che risultò essere sempre multiplo intero di una
quantità minima, la carica elementare dell'elettrone. Più
dettagliatamente, l'esperienza di
M. può essere descritta come
segue. Minutissime gocce d'olio vengono iniettate tramite un nebulizzatore P in
una camera in cui è stato fatto il vuoto; l'aria soffiata insieme alle
goccioline viene preliminarmente liberata dalla polvere mediante il passaggio in
un tubo contenente lana di vetro. Sotto la camera è posto un condensatore
ad armature piane e parallele F e F' disposte orizzontalmente, ad una distanza
di circa 2 cm, tra cui si può stabilire una differenza di potenziale
dell'ordine di + 10.000 volt; nel centro di F' è praticato un piccolo
foro attraverso il quale entrano nel condensatore parte delle goccioline
nebulizzate. Le goccioline vengono rese visibili mediante un intenso fascio
luminoso, e possono essere osservate al microscopio su un fondo nero mediante un
cannocchiale C. In assenza di campo elettrico, le goccioline cadono sotto
l'azione della gravità, raggiungendo una velocità di caduta
costante, a causa dei continui urti con le molecole di gas residuo; tale
velocità può essere facilmente misurata. Grazie alla legge di
Stokes sul moto di un corpo sferico in regime viscoso, dal valore ottenuto si
può valutare il raggio delle goccioline e la loro massa. In generale, le
goccioline sono elettricamente cariche a causa dello strofinio subito nel
nebulizzatore e il loro stato di elettrizzazione può essere variato
facendo agire un tubo a raggi X nelle vicinanze dell'apparecchio; in tal caso,
infatti, per effetto della ionizzazione delle molecole di gas residuo, viene
reso libero un certo numero di elettroni, che possono essere catturati dalle
goccioline. Nello spazio compreso tra le armature del condensatore, una
gocciolina si muove quindi sotto l'azione della gravità (
F = mg) e
del campo elettrico applicato (
F = qE); variando la differenza di
potenziale tra le armature, si può variare in valore e segno la forza
complessiva agente sulla gocciolina e quindi regolarne il moto, fino a fermarne
la caduta: in tali condizioni risulta
q = mg/E. Ripetendo l'osservazione
su diverse goccioline, si trova che la carica
q è sempre multiplo
intero di una quantità minima
e, detta carica elementare, che
rappresenta la carica di un singolo elettrone; secondo le più recenti
misure questa vale
e = 1,6022 · 10
-19 coulomb. Tutti i
fatti sperimentali oggi noti sono in accordo con l'ipotesi della struttura
granulare della elettricità: una qualunque carica, positiva o negativa,
esistente in natura è multiplo intero della carica
e; tale valore
viene assunto convenzionalmente come unità atomica di carica.