A Stern-kísérlet a molekuláris kinetikus elmélet kísérleti megalapozottsága
A tizenkilencedik század második felébenA molekulák Brownian (kaotikus) mozgásának vizsgálata nagy érdeklődés volt az idők sok elméleti fizikusának. Által kidolgozott skót tudós, James Clerk Maxwell elmélete molekuláris kinetikus anyag szerkezetét annak ellenére, hogy általánosan elismert az európai tudományos közösség, de már csak egy hipotetikus formában. Ekkor nem volt gyakorlati megerősítés. A mozgalom a molekulák maradt megközelíthetetlen közvetlen megfigyelése és mérése a sebességet megvalósíthatatlannak tűnt, csak egy tudományos kérdés.
Éppen ezért képesek a kísérletekgyakorlat, hogy bizonyítani az a tény, a molekuláris szerkezete az anyag, és határozza meg a mozgási sebessége láthatatlan részecskék, kezdetben észlelt alapvető. Döntő fontosságú az ilyen kísérletek a fizikai tudomány nyilvánvaló volt, mivel lehetővé teszi, hogy a gyakorlati megalapozottság és igazolás érvényességének egyik legfejlettebb elméleteket az idő - a molekuláris kinetikai.
A huszadik század elején a világtudományelégséges fejlődést ért el a Maxwell elmélet kísérleti ellenőrzésének valódi lehetőségeinek megjelenéséhez. Otto Stern német fizikus 1920-ban, a francia Louis Dunoye által 1911-ben feltalált molekuláris gerendák módszerével, sikerült megmérnie az ezüst gázmolekuláinak sebességét. A Stern-kísérlet vitathatatlanul bizonyította a Maxwell-terjesztési törvény érvényességét. A kísérlet eredményei megerősítették az atomok átlagos sebességének becslésének helyességét, ami a Maxwell hipotetikus feltevéseiből következett. Stern kísérlete azonban csak nagyon közelítő információt tudott adni a gyors gradáció jellegéről. A részletesebb információs tudománynak további kilenc évet kellett várnia.
Nagyobb pontossággal sikerült elérni a terjesztési törvénytLammert ellenőrzés 1929-ben, több javított tapasztalatok Stern molekuláris sugár által áthaladó pár forgótányérok, radiális furatok és a már eltolt egymáshoz képest egy bizonyos szögben. Változtatásával forgási sebességét az egység és az a szög között a lyukak, Lammert lehetett izolálni az egyes molekulák a gerenda, amelyek különböző sebességgel teljesítményt. De ez volt a tapasztalat Stern kezdetét jelezte a kísérleti kutatások terén a molekuláris kinetikus elméletét.
1920-ban az elsőKísérleti beállítás, amely ilyen kísérletek elvégzéséhez szükséges. Ez egy pár palackból állt, amelyet Stern személyesen tervezett. A készülék belsejében egy vékony platina rudat helyezett ezüst bevonattal, amely elpárolgott, amikor a tengelyt elektromos árammal melegítették. A vákuum feltételeket hoztak létre az egységen belül, egy keskeny sugár ezüst atomok tartott dömpingelt hosszanti hasíték vágjuk át a felület a henger, és telepedett egy speciális külső képernyőn. Természetesen a gép mozgásban van, és bár az atomok elérik a felszínt, ideje, hogy forduljon egy bizonyos szögben. Ily módon Stern meghatározta a mozgás sebességét.
De ez nem az Otto egyetlen tudományos eredményeStern. Egy évvel később, Walter Gerlach mellett kísérletet végzett, amely megerősítette az atomok spin jelenlétét, és igazolta a térbeli kvantálás tényét. A Stern-Gerlach-kísérlet megkövetelte egy speciális kísérleti beállítás létrehozását, amely erős állandó mágnest tartalmaz a bázisán. Az erőteljes komponens által létrehozott mágneses mező hatására az elemi részecskék a saját mágneses centrumuk tájékozódása szerint eltértek.
