Erfaring Stern - eksperimentel undersøgelse af molekylær-kinetisk teori

I anden halvdel af det nittende århundrede, studiet af Brownske (kaotisk) bevægelse af molekyler forårsagede en stor interesse for mange teoretiske fysikere af tiden. Udviklet af en skotsk videnskabsmand James Maxwell teori om molekylær-kinetisk struktur af stof, selv om det generelt blev anerkendt i det europæiske videnskabelige samfund, men der var kun en hypotetisk formular. Ingen praktisk det er bekræftet så var det ikke. Bevægelsen af molekyler forblev utilgængelige for direkte observation og måling af deres hastighed virkede uovervindelig bare en videnskabelig problemstilling.

Det er derfor eksperimenter, der kan i praksis at bevise det faktum af molekylstrukturen af stoffet og bestemmer bevægelseshastigheden af sine usynlige partikler, der oprindeligt opfattet som grundlæggende. Afgørende betydning af sådanne eksperimenter for fysisk videnskab var tydelig, da det giver mulighed for at få praktisk dokumentation og bevis for gyldigheden af en af de mest avancerede teorier om den tid - den molekylære-kinetiske.

Ved begyndelsen af det tyvende århundrede, har verden videnskaben nået et tilstrækkeligt niveau af udvikling for fremkomsten af de reelle muligheder for eksperimentel verifikation af Maxwells teori. Tyske fysiker Otto Stern i 1920, at anvende den molekylære stråle metode, som blev opfundet af en franskmand Lui Dyunoye i 1911, året, formår at måle hastigheden af bevægelsen af gasmolekyler sølv. Oplev Stern uigendriveligt bevist gyldigheden af Maxwells fordeling lov. Resultaterne af dette eksperiment bekræftede fidelity vurdering betyde hastigheder atomer, der flød fra de hypotetiske antagelser Maxwell. Sandt nok, om karakteren af højhastigheds-graduering oplevelse Stern var i stand til at give kun meget groft oplysninger. Yderligere informationsvidenskab måttet vente ni år.

Med større præcision fordelingen lov kunne kontrollere Lammert i 1929, flere bedre oplevelse Stern ved at lede den molekylære stråle via et par roterende skiver, havde radiale huller og forskudt i forhold til hinanden i en bestemt vinkel. Ved at variere rotationshastigheden af enheden og vinklen mellem hullerne, kunne Lammert isoleres fra de enkelte molekyler af bjælken, der har forskellig hastighed ydeevne. Men det var oplevelsen af Stern markerede begyndelsen på de eksperimentelle undersøgelser på området for molekylær-kinetisk teori.

I 1920 blev oprettet den første forsøgsopstilling til eksperimenter af denne art. Det bestod af et par cylindre, designet personligt af Stern. Inde i enheden blev placeret platin tynd stang med en sølvbelægning, og inddampes ved opvarmning akse elektricitet. De vakuumbetingelser er skabt inden i enheden, en smal stråle af sølvatomer holdt dumpet langsgående spalte skåret gennem overfladen af cylinderen, og afvikles på en særlig ekstern skærm. Selvfølgelig maskinen er i bevægelse, og mens atomerne når overfladen tid til at vende gennem en bestemt vinkel. På denne måde, Stern og bestemt hastighed deres bevægelse.

Men det er ikke kun en videnskabelig præstation af Otto Stern. Et år senere, han allieret sig med Walter Gerlach udført et eksperiment, som bekræftede tilstedeværelsen af spin af atomer og for at bevise det faktum, af deres rumlige kvantisering. Stern-Gerlach eksperiment krævede etablering af en særlig forsøgsopstilling med en kraftig permanent magnet på sin base. Under indflydelse af det magnetiske felt genereret af denne kraftfulde komponent elementarpartikler afbøjet orientering i henhold til deres egen magnetiske spin.