Expérience Stern - étude expérimentale de la théorie cinétique moléculaire

click fraud protection

Dans la seconde moitié du XIXe siècle, l'étude des brownien (chaotique) mouvement des molécules causé un vif intérêt de beaucoup de physiciens théoriques de l'époque.Développé par un scientifique écossais James Maxwell théorie cinétique de la structure moléculaire de la matière, et a même été reconnu dans la communauté scientifique européenne, mais il y avait seulement une forme hypothétique.Aucune confirmation de sa pratique était pas là.Le mouvement des molécules est resté inaccessible à l'observation directe et la mesure de leur vitesse semblait insurmontable seulement une question scientifique.

Voilà pourquoi expériences qui peuvent, dans la pratique, se révéler le fait de la structure moléculaire de la substance et de déterminer la vitesse de déplacement de ses particules invisibles, d'abord perçue comme fondamentale.Crucial de ces expériences pour la science physique était évident, car il permet d'obtenir une étude pratique et la preuve de la validité de l'une des théories les plus avancées de l'époque - la cinétique moléculaire.

Au début du XXe siècle, la science dans le monde a atteint un niveau de développement suffisant pour l'émergence des possibilités réelles de vérification expérimentale de la théorie de Maxwell.Physicien allemand Otto Stern en 1920, selon la méthode des faisceaux moléculaires, qui a été inventé par le Français Louis dune en 1911, l'année a été capable de mesurer la vitesse des molécules de gaz d'argent.Expérience concluante Stern a prouvé la validité de la loi de distribution de Maxwell.Les résultats de cette expérience ont confirmé l'estimation fidèle de la vitesse moyenne des atomes de carbone, qui dérivent d'hypothèses formulées hypothétiques par Maxwell.Cependant, la nature même de l'expérience de l'obtention du diplôme de vitesse Stern était en mesure de donner des informations que très approximative.Plus sciences de l'information a dû attendre encore neuf ans.

avec plus de précision la loi de distribution Lammert a été en mesure de vérifier en 1929, pour améliorer l'expérience de certains de Stern en faisant passer le faisceau moléculaire à travers une paire de disques rotatifs, des trous radiaux, et avait changé par rapport à l'autre à un certain angle.En faisant varier la vitesse de rotation de l'unité et l'angle entre les trous, faisceau Lammert a pu être isolé à partir de molécules individuelles ayant des caractéristiques de vitesse différents.Mais cette expérience Stern ouvert les enquêtes expérimentales dans le domaine de la théorie cinétique moléculaire.

en 1920 a établi la première installation expérimentale nécessaire pour réaliser des expériences de ce genre.Il se composait d'une paire de cylindres conçus personnellement Stern.A l'intérieur de l'unité a été placée une tige mince avec une médaille d'argent plaqué platine, qui évapore lorsqu'il est chauffé avec l'axe de l'électricité.Dans le vide, qui ont été créés à l'intérieur de l'unité, un faisceau étroit d'atomes d'argent déversés tenue fente longitudinale couper à travers la surface du cylindre, et se sont installés sur un écran externe spécial.Bien sûr, la machine est en mouvement, et tandis que les atomes atteignent la surface, a réussi à transformer un certain angle.De cette façon, Stern et a déterminé la vitesse de leur mouvement.

Mais il est non seulement une réalisation scientifique de Otto Stern.Un an plus tard, il fait équipe avec Walter Gerlach a mené une expérience qui a confirmé l'existence des atomes de retour et de prouver le fait de leur quantification spatiale.Expérience de Stern et Gerlach a exigé la création d'une installation expérimentale spéciale avec un aimant permanent puissant à sa base.Sous l'influence du champ magnétique généré par ce puissant particules élémentaires composant ont été déviés selon l'orientation du spin magnétique de leur propre.