Skúsenosti Stern - experimentálne štúdie molekulárno kinetickej teórie

V druhej polovici devätnásteho storočia, štúdium Brownovho (chaotický) pohyb molekúl spôsobil veľký záujem mnohých teoretických fyzikov tej doby. Vyvinutý škótsky vedec James Maxwell teórie molekulárno-kinetickej štruktúry hmoty, aj keď to bolo všeobecne uznané v európskej vedeckej komunite, ale tam bol len hypotetická forma. Žiadna praktická je potvrdené, potom to nebolo. Pohyb molekúl zostali neprístupné pre priame pozorovanie a meranie z ich rýchlosť zdala neprekonateľná len vedecká záležitosť.

To je dôvod, prečo experimenty, ktoré môže byť v praxi, aby sa ukážu ako skutočnosť, že molekulárnej štruktúry látky, a určujú rýchlosť pohybu svojich neviditeľných častíc, pôvodne považované za zásadné. Zásadný význam týchto experimentov pre fyzikálne vedy bolo zrejmé, ako to umožňuje získať praktické opodstatnenie a doklad o platnosti jednej z najvyspelejších teórií času - molekulárnej-kinetickej.

Na začiatku dvadsiateho storočia, svet veda dosiahla dostatočného stupňa vývoja pre vznik reálnych možnostiach experimentálneho overovania Maxwellove teórie. Nemecký fyzik Otto Stern v roku 1920, s použitím metódy molekulárnej lúča, ktorý bol vynájdený Francúzom Lui Dyunoye v roku 1911, rok, riadi merať rýchlosť pohybu molekúl plynu striebra. Skúsenosti Stern nezvratne preukázala platnosť distribučné práva Maxwella. Výsledky tohto experimentu potvrdili posúdenia vernosť znamená rýchlosti atómy, ktorá vyplývala z hypotetických predpokladov Maxwell. Je pravda, že o povahe vysokorýchlostné gradácie skúseností Stern bol schopný poskytnúť len veľmi hrubý informácie. Ďalšie informácie science musel čakať ďalších deväť rokov.

S väčšou presnosťou rozdelenie zákon skontrolovať Lammert v roku 1929, niekoľko vylepšené Stern priechodom molekulárnej lúč skrz dvojicu rotačných kotúčov, mal radiálne otvory a predsadene voči sebe pod určitým uhlom. Zmenou rýchlosti otáčania jednotky a uhol medzi otvormi, Lammert mohol byť izolovaný z jednotlivých molekúl nosníka, ktoré majú rôzny výkon otáčok. Ale to bola skúsenosť Stern označil začiatok experimentálnych výskumov v oblasti molekulovo kinetickej teórie.

V roku 1920 bol prvý experimentálny nastavenie vytvorený pre experimenty tohto druhu. To pozostávalo z dvojice valcov, navrhnutý osobne Stern. Vnútri zariadenia bola umiestnená platina tenkú tyč so strieborným povlakom, a sa odparí zahrievaním osi elektrickej energie. boli vytvorené podmienky vákua v jednotke, úzky lúč atómov striebra držal kopačky pozdĺžna štrbina rez skrz povrch valca, a usadil na špeciálnej externej obrazovke. Samozrejme, že stroj je v pohybe, a pričom atómy dosiahnu doby povrchovej otočiť o určitý uhol. Týmto spôsobom, Stern a určuje rýchlosť ich pohybu.

Ale nie je to len vedecký úspech Otto Stern. O rok neskôr, on sa spojil s Walter Gerlach vykonal experiment, ktorý potvrdil prítomnosť spin atómov a preukázať skutočnosť, že ich priestorové kvantovanie. Stern-Gerlach experiment požadoval zriadenie špeciálneho experimentálneho usporiadania so silným permanentným magnetom na jeho základni. Pod vplyvom magnetického poľa vytváraného týmto silným komponentov elementárnych častíc vychýlená orientáciu podľa vlastného magnetického spinu.