Pengalaman Stern - studi eksperimental teori molekul-kinetik

Pada paruh kedua abad kesembilan belas, studi Brown (kacau) gerak molekul menyebabkan minat dari banyak fisikawan teoritis waktu. Dikembangkan oleh seorang ilmuwan Skotlandia James Maxwell teori struktur molekul-kinetik materi meskipun secara umum diakui dalam komunitas ilmiah Eropa, tapi ada hanya bentuk hipotetis. Tidak praktis dikonfirmasi kemudian itu tidak. Pergerakan molekul tetap tidak dapat diakses untuk pengamatan langsung dan pengukuran kecepatan mereka tampak diatasi hanya masalah ilmiah.

Itulah sebabnya percobaan yang dapat dalam praktek untuk membuktikan fakta struktur molekul substansi dan menentukan kecepatan gerakan partikel tak terlihat yang, awalnya dianggap sebagai fundamental. Penting pentingnya eksperimen tersebut untuk ilmu fisik tampak jelas, karena memungkinkan untuk mendapatkan pembuktian praktis dan bukti keabsahan salah satu teori yang paling maju dari waktu - molekul-kinetik.

Pada awal abad kedua puluh, ilmu dunia telah mencapai tingkat yang cukup pembangunan bagi munculnya kemungkinan nyata verifikasi eksperimental dari teori Maxwell. fisikawan Jerman Otto Stern pada tahun 1920, menerapkan metode sinar molekul, yang diciptakan oleh seorang Prancis Lui Dyunoye pada tahun 1911, tahun, berhasil mengukur kecepatan pergerakan molekul gas perak. Pengalaman Stern terbantahkan membuktikan keabsahan hukum distribusi Maxwell. Hasil percobaan ini menegaskan penilaian kesetiaan berarti kecepatan atom yang mengalir dari asumsi hipotetis yang dibuat oleh Maxwell. Benar, tentang sifat pengalaman kecepatan tinggi gradasi Stern mampu memberikan informasi saja sangat kasar. Selanjutnya ilmu informasi harus menunggu sembilan tahun.

Dengan lebih presisi hukum distribusi bisa memeriksa Lammert pada tahun 1929, beberapa peningkatan pengalaman Stern dengan melewati sinar molekul melalui sepasang berputar cakram, memiliki lubang radial dan offset relatif terhadap satu sama lain pada sudut tertentu. Dengan memvariasikan kecepatan rotasi unit dan sudut antara lubang, Lammert dapat diisolasi dari molekul individu balok, yang memiliki kinerja kecepatan yang berbeda. Tapi itu pengalaman Stern menandai awal dari penelitian eksperimental di bidang teori molekul-kinetik.

Pada tahun 1920 setup eksperimental pertama diciptakan untuk eksperimen semacam ini. Ini terdiri dari sepasang silinder, yang dirancang secara pribadi oleh Stern. Di dalam perangkat itu ditempatkan platinum batang tipis dengan lapisan perak, dan diuapkan dengan memanaskan listrik sumbu. Kondisi vakum telah diciptakan dalam unit, sinar sempit atom perak diadakan dibuang celah membujur memotong melalui permukaan silinder, dan menetap di layar eksternal khusus. Tentu saja, mesin bergerak, dan sementara atom mencapai waktu permukaan untuk mengubah melalui sudut tertentu. Dengan cara ini, Stern dan menentukan kecepatan gerakan mereka.

Tapi itu bukan hanya prestasi ilmiah Otto Stern. Setahun kemudian, ia bekerja sama dengan Walter Gerlach melakukan eksperimen, yang mengkonfirmasikan adanya spin atom dan untuk membuktikan fakta kuantisasi spasial mereka. Stern-Gerlach percobaan menuntut pembentukan setup eksperimental khusus dengan kuat magnet permanen pada dasarnya. Di bawah pengaruh medan magnet yang dihasilkan oleh komponen ini kuat partikel elementer dibelokkan orientasi sesuai dengan berputar magnet mereka sendiri.