Experimentul Stern este fundamentarea experimentală a teoriei moleculare-cinetice
În a doua jumătate a secolului al XIX-leaStudiul mișcării Brownian (haotice) a moleculelor a fost de mare interes pentru mulți fizicieni teoreticieni ai vremii. Teoria structurii moleculare-cinetice a materiei, dezvoltată de omul de știință scoțian James Maxwell, deși a fost recunoscută universal în cercurile științifice europene, a existat doar într-o formă ipotetică. Nu a existat nici o confirmare practică a acesteia. Mișcarea moleculelor a rămas inaccesibilă observării directe, iar măsurarea vitezei lor părea pur și simplu o problemă științifică insolvabilă.
De aceea, experimente capabilepractică pentru a demonstra faptul structurii moleculare a substanței și de a determina viteza de deplasare a particulelor sale invizibile, percepută inițial ca fiind fundamentale. importanța crucială a unor astfel de experimente pentru știință fizică a fost evidentă, deoarece permite de a obține fundamentarea practică și dovada valabilității unuia dintre teoriile cele mai avansate ale timpului - molecular-cinetice.
Până la începutul secolului al XX-lea, știința lumiia ajuns la un nivel suficient de dezvoltare pentru apariția unor posibilități reale de verificare experimentală a teoriei lui Maxwell. Fizicianul german Otto Stern în 1920, folosind metoda grinzilor moleculare, inventat de francezul Louis Dunoye în 1911, a reușit să măsoare viteza moleculelor de gaze de argint. Experimentul Stern a demonstrat în mod incontestabil validitatea legii distribuției Maxwell. Rezultatele acestui experiment au confirmat corectitudinea estimării vitezelor medii ale atomilor, rezultate din ipotezele făcute de Maxwell. Cu toate acestea, experimentul lui Stern a fost capabil să ofere doar informații foarte apropiate despre natura gradației rapide. Informații științifice mai detaliate au trebuit să aștepte încă nouă ani.
Cu mai mare precizie, legea distribuției a reușitcheck Lammert in 1929, mai multe experiență îmbunătățită Stern fascicul molecular prin care trece prin perechea de discuri rotative, găuri radiale și-au deplasat în raport unul cu altul la un anumit unghi. Schimbând viteza de rotație a unității și unghiul dintre găuri, Lammert a reușit să separe moleculele individuale de fascicul, care au viteze diferite. Dar experimentul Stern a inițiat cercetarea experimentală în domeniul teoriei moleculare-cinetice.
În 1920, primulSetarea experimentală, necesară pentru efectuarea de astfel de experimente. Acesta a constat într-o pereche de cilindri, proiectată personal de Stern. În interiorul dispozitivului a fost plasat un tija de platină subțire cu o acoperire de argint, care sa evaporat atunci când axa a fost încălzită de electricitate. Condițiile de vid au fost create în cadrul unității, un fascicul îngust de atomi de argint a avut loc aruncat cu fantă longitudinală tăiată prin suprafața cilindrului, și sa stabilit pe un ecran extern special. Desigur, mașina este în mișcare, și în timp ce atomii ajung timpul de suprafață pentru a transforma printr-un anumit unghi. În felul acesta Stern a determinat viteza mișcării lor.
Dar aceasta nu este singura realizare științifică a lui OttoStern. Un an mai târziu, împreună cu Walter Gerlach, a efectuat un experiment care a confirmat prezența spinului în atomi și a dovedit faptul că a fost cucerit spațial. Experimentul Stern-Gerlach a necesitat crearea unei configurații experimentale speciale cu un magnet permanent puternic în baza sa. Sub influența câmpului magnetic generat de această componentă puternică, particulele elementare s-au abătut în funcție de orientarea propriului spin magnetic.
