Stern Experience - експериментална проверка на молекулно-кинетичната теория

click fraud protection

През втората половина на ХIХ век, изучаването на Брауновото (хаотично) движение на молекулите предизвика силен интерес на множество теоретични физици от онова време.Разработено от шотландски учен Джеймс Максуел кинетичната теория на молекулната структура на материята, и дори е била призната в европейската научна общност, но имаше само една хипотетична форма.Не неговото практическо потвърждение не съществува.Движението на молекули остава недостъпна за пряко наблюдение и измерване на скоростта им изглежда непреодолима просто научен въпрос.

Ето защо експерименти, които могат на практика доказват факта на молекулярната структура на веществото и да определят скоростта на движение на нейните невидими частици, първоначално възприема като основно.Изключително важно на тези опити за физическата наука беше очевидна, тъй като позволява да се получи практическо обучение, както и доказателство за валидността на един от най-модерните теории на времето - молекулната-кинетика.

До началото на ХХ век, световната наука достигне достатъчно ниво на развитие за появата на реалните възможности на експериментална проверка на теорията на Максуел.Немски физик Ото Щерн през 1920 г., като се използва методът на молекулни греди, която е измислена от французина Луи дюна през 1911 г., годината е в състояние да измерва скоростта на молекулите на газа от сребро.Опитът Stern убедително доказано, валидността на закона на Максуел разпределение.Резултатите от този експеримент потвърждават верният оценка на средната скорост на атомите, които са получени от хипотетични предположения, направени от Максуел.Въпреки това, самото естество на дипломирането скорост опит Stern е в състояние да даде само много грубо информация.Повече информация науката трябваше да чакам още девет години.

с по-голяма точност на закона за разпределение Ламерт е в състояние да провери през 1929 г., за да се подобри опита на някои от Stern чрез преминаване на молекулно лъч през двойка въртящи се дискове, радиални отвори, и бе изместен спрямо друга под определен ъгъл.Чрез промяна на скоростта на въртене на устройството и ъгълът между отворите, Lammert лъч може да се изолира от отделните молекули, които имат различни характеристики на скоростта.Но този опит Stern инициира експерименталните изследвания в областта на молекулярната-кинетичната теория.

през 1920 г. създава първата експериментална съоръжението, необходима за извършване на експерименти от този вид.Тя се състоеше от един чифт цилиндри проектирани лично Stern.Във вътрешността на устройството се поставя тънък прът с платина покритие сребро, което се изпарява при нагряване с оста на електроенергия.Във вакуум, които са създадени в устройството, тесен лъч от сребърни атоми проведе дъмпингови нарязани надлъжно слот през повърхността на бутилката, и се установява на специален външен дисплей.Разбира се, че машината е в движение, и докато атомите достигат повърхността, успя да превърне определен ъгъл.По този начин, Stern и се определя от скоростта на движението им.

Но това не е само научно постижение на Ото Щерн.Една година по-късно, той партнира с Валтер Герлах провеждат експеримент, който потвърди съществуването на атома назад и да докаже факта на тяхното пространствено квантуване.Stern-Герлах експеримент поиска създаването на специална експериментална настройка с мощен постоянен магнит в основата му.Под влияние на магнитното поле, генерирани от този мощен компонент елементарни частици се отклонява според ориентацията на магнитното въртене на себе си.