Izkušnje Stern - eksperimentalna študija molekularne kinetične teorije

click fraud protection

V drugi polovici devetnajstega stoletja, študija Brownovega (kaotična) gibanje molekul povzročila veliko zanimanje mnogih teoretičnih fizikov tistega časa.Razvila škotski znanstvenik James Maxwell kinetična teorija molekularne strukture snovi, in je bila tudi priznana v evropski znanstveni skupnosti, ampak je bil samo hipotetična oblika.Ne njegova praktična potrditev ni bilo tam.Gibanje molekul ostal nedostopen za neposredno opazovanje in merjenje zdela njihova hitrost nepremostljive samo znanstveno vprašanje.

To je razlog, zakaj poskusi, da se lahko v praksi dokazujejo dejstvo, molekularno strukturo snovi in ​​določajo hitrost gibanja njegovih nevidnih delcev, najprej obravnaval kot temeljno.Odločilno takih poskusov za fizikalnih znanosti je bila očitna, saj omogoča, da pridobijo praktično študijo in dokazilo o veljavnosti enega izmed najbolj naprednih teorij časa - molekularno-kinetike.

Do začetka dvajsetega stoletja, je svet znanosti dosegle zadostno stopnjo razvoja za nastanek realnih možnostih eksperimentalnega preverjanja Maxwellove teorije.Nemški fizik Otto Stern leta 1920, z uporabo metode molekularne tramovi, ki ga je izumil Francoz Louis sipin leta 1911, je bilo leto mogoče izmeriti hitrost plinskih molekul srebra.Izkušnje Stern prepričljivo dokazala veljavnost zakona Maxwell distribucije.Rezultati tega poskusa so potrdili zanesljivo oceno povprečne hitrosti atomi, ki izhajajo iz hipotetičnih predpostavkami Maxwell.Vendar pa je bil sposoben dati le zelo grobo podatke sama narava hitrost diplomi izkušenj Stern.Več informacij znanost moral čakati še devet let.

z večjo natančnostjo je bil zakon za distribucijo Lammert lahko preverili leta 1929, za izboljšanje izkušnje nekaterih Stern s prehajanjem molekulsko žarek skozi par vrtljivih diskov, radialne izvrtine, in so zamaknjeni glede na drugega pod določenim kotom.S spreminjanjem hitrosti vrtenja enote in kot med luknjami, lahko Lammert greda lahko izoliramo iz posameznih molekul, ki imajo različne lastnosti hitrosti.Ampak, da so izkušnje Stern začela eksperimentalnih preiskav na področju molekularne kinetične teorije.

leta 1920 ustanovil prvo eksperimentalno opremo, potrebno za opravljanje poskusov te vrste.Sestavljena je iz dveh valjev, namenjenih osebno krme.Notranjost je bila enota postavi tanko palico s platino, prevlečeno srebro, ki izpari pri segrevanju z osjo z električno energijo.V vakuumu, ki so nastala v enoti, ozek žarek srebra atomi potekala dampinški vzdolžna reža zareže površini valja, in poravnane na posebnem zunanjem zaslonu.Seveda je naprava v gibanju, in medtem ko atomi dosežejo površino, uspelo spremeniti določen kot.Na ta način se na krmi in določimo hitrost njihovega gibanja.

Ampak to ni samo znanstvena dosežek Otto Stern.Leto kasneje se je združil z Walter Gerlach izvedla eksperiment, ki je potrdil obstoj atomov nazaj in dokazati dejstva, njihove prostorske kvantizacije.Stern-Gerlach eksperiment zahteval vzpostavitev posebnega eksperiment z močnim trajnim magnetom na svojo bazo.Pod vplivom magnetnega polja, ki ga ustvarja ta močna sestavnih osnovnih delcev so odbije glede na usmerjenost magnetnega spin svoje.