Erfaring Stern - eksperimentel undersøgelse af molekylær-kinetisk teori

click fraud protection

I anden halvdel af det nittende århundrede, studiet af Brownske (kaotisk) bevægelse af molekyler forårsagede en stor interesse fra mange teoretiske fysikere af tiden.Udviklet af en skotsk videnskabsmand James Maxwell kinetisk teori for molekylære struktur af stof, og blev endda anerkendt i den europæiske videnskabelige samfund, men der var kun en hypotetisk form.Ingen dens praktiske bekræftelse var der ikke.Bevægelsen af ​​molekyler forblev utilgængelige for direkte observation og måling af deres hastighed virkede uovervindelig bare en videnskabelig problemstilling.

Derfor eksperimenter, der kan i praksis vise sig den kendsgerning, at den molekylære struktur af stoffet og bestemmer hastigheden af ​​bevægelsen af ​​dens usynlige partikler, i første omgang opfattes som grundlæggende.Afgørende af sådanne eksperimenter for fysisk videnskab var indlysende, da det giver mulighed for at opnå en praktisk undersøgelse og bevis for gyldigheden af ​​en af ​​de mest avancerede teorier af tiden - det 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, ved hjælp af metoden af ​​molekylære bjælker, som blev opfundet af franskmanden Louis klit i 1911, det år var i stand til at måle hastigheden af ​​gas molekyler af sølv.Erfaringen Stern endegyldigt bevist gyldigheden af ​​loven om Maxwell distribution.Resultaterne af dette eksperiment bekræftede trofast skøn over den gennemsnitlige hastighed af atomer, som er afledt af hypotetiske antagelser Maxwell.Men selve karakteren af ​​hastighed eksamen erfaring Stern var i stand til at give kun meget groft oplysninger.Mere information videnskab måttet vente ni år.

med større præcision loven fordeling Lammert var i stand til at kontrollere i 1929, for at forbedre oplevelsen af ​​nogle af Stern ved at passere den molekylære stråle gennem et par roterende skiver, radiale huller, og havde flyttet i forhold til hinanden i en bestemt vinkel.Ved at variere rotationshastigheden af ​​enheden og vinklen mellem hullerne, kunne Lammert stråle isoleres fra individuelle molekyler, der har forskellige karakteristika hastighed.Men den oplevelse Stern indledte de eksperimentelle undersøgelser på området for molekylær-kinetisk teori.

i 1920 etablerede den første forsøgsanlæg nødvendig for at gennemføre eksperimenter af denne art.Det bestod af et par af cylindre er konstrueret personligt Stern.Inde i enheden blev placeret en tynd stang med en platineret sølv, som fordamper ved opvarmning med el-aksen.I et vakuum, der blev skabt inde i enheden, en smal stråle af sølv atomer holdt dumpet langsgående slids skære gennem overfladen af ​​cylinderen, og bosatte sig på en speciel ekstern skærm.Selvfølgelig maskinen er i bevægelse, og mens atomerne nå overfladen, i stand til at slå en bestemt vinkel.På den måde Stern og bestemmes hastigheden af ​​deres bevægelse.

Men det er ikke kun en videnskabelig opfyldelse af Otto Stern.Et år senere, han allieret sig med Walter Gerlach gennemført et eksperiment, der bekræftede eksistensen af ​​atomer tilbage og bevise den kendsgerning, at deres rumlige kvantisering.Stern-Gerlach eksperiment krævede oprettelsen af ​​en særlig forsøgsopstilling med en kraftfuld permanent magnet på sin base.Under indflydelse af det magnetiske felt genereret af denne kraftfulde komponent elementarpartikler blev afbøjet i forhold til retningen af ​​den magnetiske spin deres egne.