Doświadczenie Sterna - badanie eksperymentalne teorii kinetycznej cząsteczkowej

click fraud protection

W drugiej połowie XIX wieku, badanie Browna (chaotyczny) ruch cząsteczek wywołała żywe zainteresowanie wielu fizyków teoretyków czasu.Opracowany przez szkocki naukowiec James Maxwell kinetycznej teorii struktury molekularnej materii, a nawet uznawane w europejskiego środowiska naukowego, ale był tylko hipotetyczna forma.Nie jego praktyczne potwierdzenie nie było.Ruch cząsteczek pozostawały niedostępne dla bezpośredniej obserwacji i pomiaru ich prędkość wydawała się nie do pokonania tylko problem naukowy.

dlatego eksperymenty w praktyce może okazać się to, struktury cząsteczkowej substancji oraz określają szybkość przemieszczania niewidzialnym cząstek, początkowo postrzegane jako zasadnicze.Crucial takich doświadczeń na fizyce było oczywiste, ponieważ pozwala uzyskać praktyczną naukę oraz dowód ważności jednego z najbardziej zaawansowanych teorii czasu - molekularnej-kinetycznej.

Na początku XX wieku, nauka świat osiągnie odpowiedni poziom rozwoju dla powstania rzeczywistych możliwości eksperymentalnej weryfikacji teorii Maxwella.Niemiecki fizyk Otto Stern w 1920 roku, metodą wiązek molekularnych, które zostało wymyślone przez Francuz Louis wydmach w 1911 roku był w stanie zmierzyć prędkość cząsteczek gazu srebra.Doświadczenie Sterna niezbicie udowodnił słuszność prawa rozkładu Maxwella.Wyniki tego eksperymentu potwierdziły wierne szacunkową średnią prędkość węgla, które wywodzą się z hipotetyczną założeniami przyjętymi Maxwell.Jednak sama natura doświadczenia prędkości dyplomowy Stern był w stanie dać tylko bardzo ogólne informacje.Więcej informacji nauka musiała czekać kolejne dziewięć lat.

z większą precyzją prawo dystrybucji Lammert był w stanie sprawdzić się w 1929 roku, aby poprawić doświadczenia niektórych Stern, przepuszczając wiązkę molekularną przez parę tarcz obrotowych, promieniowe otwory, i przesunął się względem siebie pod pewnym kątem.Przez zmianę prędkości obrotowej urządzenia, a kąt pomiędzy otworami belka Lammert można wyizolować z pojedynczych cząsteczek, które mają różne charakterystyki prędkości.Ale to doświadczenie Sterna zainicjowała badania doświadczalne w dziedzinie teorii kinetycznej cząsteczkowej.

w 1920 roku założył pierwszy eksperymentalny obiektu potrzebne do przeprowadzania doświadczeń tego typu.Składał się on z parą cylindrów zaprojektowane osobiście Stern.Wewnątrz Moduł został umieszczony cienki pręt z platyny galwanicznie srebrem, który odparowuje podczas ogrzewania z osi elektrycznej.W próżni, które zostały utworzone wewnątrz jednostki, wąska wiązka atomów srebra odbywa rzucił podłużne gniazdo przeciąć powierzchni cylindra, i osiadł na specjalnym ekranie zewnętrznym.Oczywiście, maszyna jest w ruchu, a jednocześnie atomy dotrzeć do powierzchni, udało się włączyć pewien kąt.W ten sposób, Stern i określić prędkość ich ruchu.

Ale to jest nie tylko osiągnięcie naukowe Otto Stern.Rok później nawiązał współpracę z Walter Gerlach przeprowadził eksperyment, który potwierdził istnienie atomów powrotem i udowodnić fakt ich kwantyzacji przestrzennej.Doświadczenie Sterna-Gerlacha zażądał utworzenia specjalnego zestawu doświadczalnego z silnym magnesem trwałym u jego podstawy.Pod wpływem pola magnetycznego generowanego przez ten potężny składowych cząstek elementarnych zostały odbite w zależności od orientacji spinu magnetycznego własnych.