Pengalaman Stern - studi eksperimental teori molekul-kinetik

Dalam paruh kedua abad kesembilan belas, studi Brown (kacau) gerak molekul menyebabkan minat dari banyak fisikawan teoritis waktu.Dikembangkan oleh ilmuwan Skotlandia James Maxwell teori kinetik struktur molekul materi, dan bahkan diakui dalam komunitas ilmiah Eropa, tetapi hanya ada satu bentuk hipotetis.Tidak ada konfirmasi praktis tidak ada.Pergerakan molekul tetap tidak dapat diakses untuk pengamatan langsung dan pengukuran kecepatan mereka tampak dapat diatasi hanya masalah ilmiah.

Itulah mengapa percobaan yang dapat, dalam prakteknya, membuktikan fakta struktur molekul zat dan menentukan kecepatan pergerakan partikel tak terlihat yang, awalnya dianggap sebagai fundamental.Penting dari percobaan tersebut untuk ilmu fisika jelas, karena memungkinkan untuk mendapatkan studi praktis dan bukti keabsahan salah satu teori yang paling maju dari waktu - molekul-kinetik.

Pada awal abad kedua puluh, ilmu dunia telah mencapai tingkat yang cukup untuk pengembangan munculnya kemungkinan nyata verifikasi eksperimental dari teori Maxwell.Fisikawan Jerman Otto Stern pada tahun 1920, menggunakan metode balok molekul, yang diciptakan oleh Perancis Louis gundukan pada tahun 1911, tahun ini mampu mengukur kecepatan molekul gas perak.Pengalaman Stern dibuktikan keabsahan hukum distribusi Maxwell.Hasil percobaan ini menegaskan perkiraan setia kecepatan rata-rata dari atom, yang berasal dari asumsi hipotetis yang dibuat oleh Maxwell.Namun, sifat dari pengalaman kelulusan kecepatan Stern mampu memberikan informasi saja sangat kasar.Lebih ilmu informasi harus menunggu sembilan tahun.

dengan lebih presisi hukum distribusi Lammert mampu memeriksa pada tahun 1929, untuk meningkatkan pengalaman dari beberapa Stern dengan melewati balok molekul melalui sepasang berputar cakram, lubang radial, dan telah bergeser relatif terhadap satu sama lain pada sudut tertentu.Dengan memvariasikan kecepatan rotasi unit dan sudut antara lubang, Lammert balok dapat diisolasi dari molekul individu yang memiliki karakteristik kecepatan yang berbeda.Tapi itu pengalaman Stern memprakarsai penyelidikan eksperimental di bidang teori molekul-kinetik.

pada tahun 1920 didirikan fasilitas eksperimental pertama yang dibutuhkan untuk melakukan eksperimen semacam ini.Ini terdiri dari sepasang silinder yang dirancang secara pribadi Stern.Dalam unit ditempatkan batang tipis dengan platinum berlapis perak, yang menguap ketika dipanaskan dengan sumbu listrik.Dalam vakum, yang diciptakan dalam unit, sinar sempit atom perak diadakan dibuang Slot memanjang memotong melalui permukaan silinder, dan menetap di sebuah layar eksternal khusus.Tentu saja, mesin berada dalam gerak, dan sementara atom mencapai permukaan, berhasil mengubah sudut tertentu.Dengan cara ini, Stern dan menentukan kecepatan gerakan mereka.

Tapi itu bukan hanya prestasi ilmiah Otto Stern.Setahun kemudian, ia bekerja sama dengan Walter Gerlach melakukan eksperimen yang mengkonfirmasi keberadaan atom kembali dan membuktikan fakta kuantisasi spasial mereka.Percobaan Stern-Gerlach menuntut penciptaan setup eksperimental khusus dengan magnet permanen yang kuat pada dasarnya.Di bawah pengaruh medan magnet yang dihasilkan oleh kuat partikel dasar komponen ini yang dibelokkan sesuai dengan orientasi spin magnetik mereka sendiri.