Erfaring Stern - eksperimentell studie av molekylær-kinetisk teori

I den andre halvdel av det nittende århundre, studiet av brownske (kaotisk) bevegelse av molekyler forårsaket stor interesse for mange teoretiske fysikere av tiden. Utviklet av en skotsk vitenskapsmann James Maxwell teori om molekylær-kinetisk struktur av saken selv om det ble allment anerkjent i det europeiske vitenskapelige miljøet, men det var bare en hypotetisk form. Ingen praktisk det er bekreftet så var det ikke. Bevegelsen av molekyler forble utilgjengelige for direkte observasjon og måling av hastigheten virket uoverkommelig bare et vitenskapelig problem.

Det er derfor eksperimenter som kan i praksis for å bevise det faktum av den molekylære struktur av stoffet, og bestemmer hastigheten på bevegelsen av den usynlige partikler, først oppfattes som fundamentalt. Avgjørende betydning for slike eksperimenter for naturvitenskap var tydelig, som gjør det mulig å få praktisk sannsynliggjøring og bevis på gyldigheten av en av de mest avanserte teorier om tiden - molekylær-kinetisk.

Ved begynnelsen av det tjuende århundre, har verden vitenskapen nådd et tilstrekkelig nivå av utvikling for fremveksten av de virkelige mulighetene for eksperimentell verifikasjon av Maxwells teori. Tysk fysiker Otto Stern i 1920, anvendelse av molekylær stråle-metoden, som ble oppfunnet av en fransk Lui Dyunoye i 1911, året, klarer å måle bevegelseshastigheten for gassmolekyler sølv. Erfaring Stern irrefutably beviste gyldigheten av Maxwell distribusjons lov. Resultatene av dette forsøk bekreftet kvalitetsvurderingen gjennomsnittshastigheten atomer som strømmet fra den hypotetiske forutsetninger gjort av Maxwell. Sant nok, om natur høyhastighets gradering erfaring Stern var i stand til å gi bare svært grov informasjon. Ytterligere informasjon vitenskap måtte vente ytterligere ni år.

Mer presist fordelingslov kunne sjekke Lammert i 1929, flere forbedret erfaring Stern ved å føre molekylær stråle gjennom et par roterende skiver, hadde radiale hull og forskjøvet i forhold til hverandre i en viss vinkel. Ved å variere rotasjonshastigheten av aggregatet og vinkelen mellom hullene, kan Lammert isoleres fra de individuelle molekyler av bjelken, som har forskjellig hastighet ytelse. Men det var en opplevelse av Stern markerte begynnelsen på den eksperimentelle forskning innen molekylær-kinetisk teori.

I 1920 den første eksperimentelle oppsettet ble opprettet for eksperimenter av denne typen. Den besto av et par sylindere, designet personlig av Stern. Inne i enheten ble plassert platina tynn stang med et sølvbelegg, og fordampes ved oppvarming aksen elektrisitet. De vakuumbetingelser har blitt opprettet inne i enheten, en smal stråle av sølvatomer holdt dumpet langsgående slisse skjære gjennom overflaten av sylinderen, og slo seg ned på en spesiell ytre skjerm. Selvfølgelig, er maskinen i bevegelse, og mens atomene når overflaten tid til å slå gjennom en viss vinkel. På denne måten, Stern og bestemmes hastigheten på deres bevegelse.

Men det er ikke bare en vitenskapelig prestasjon av Otto Stern. Et år senere, slo han opp med Walter Gerlach gjennomførte et eksperiment, som bekreftet tilstedeværelsen av spinn av atomer og for å bevise det faktum av deres romlige kvantisering. Stern-Gerlach eksperimentet krevde etablering av en spesiell eksperimentelle oppsettet med en kraftig permanentmagnet på sin base. Under påvirkning av det magnetiske felt som genereres av denne kraftige komponentelementærpartikler avbøyd orientering i henhold til sin egen magnetisk spinn.