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L'esperienza Stern – studio sperimentale della teoria molecolare cinetica

Nella seconda metà del XIX secolo, lo studio di browniano (caotico) movimento delle molecole causato un forte interesse di molti fisici teorici del tempo. Sviluppato da uno scienziato scozzese James Maxwell teoria della struttura molecolare-cinetica della materia anche se è stato generalmente riconosciuto nella comunità scientifica europea, ma c'era solo una forma ipotetica. Non pratico si conferma quindi non lo era. Il movimento delle molecole è rimasto inaccessibile per l'osservazione diretta e la misurazione della loro velocità sembrava insormontabile solo una questione scientifica.


Ecco perché esperimenti che possono in pratica per dimostrare il fatto della struttura molecolare della sostanza e determinare la velocità di movimento delle sue particelle invisibili, inizialmente percepiti come fondamentale. Fondamentale importanza di tali esperimenti per la scienza fisica era evidente, in quanto consente di ottenere prova pratica e prova della validità di una delle teorie più avanzate del tempo – il molecolare-cinetica.

All'inizio del XX secolo, la scienza mondo ha raggiunto un livello di sviluppo sufficiente per la nascita delle reali possibilità di verifica sperimentale della teoria di Maxwell. fisico tedesco Otto Stern nel 1920, applicando il metodo fascio molecolare, che è stato inventato da un francese Lui Dyunoye nel 1911, l'anno, riesce a misurare la velocità di movimento delle molecole di gas argento. L'esperienza Stern inconfutabilmente dimostrato la validità della legge di distribuzione di Maxwell. I risultati di questo esperimento hanno confermato la valutazione fedeltà significa le velocità atomi che scorreva dalle ipotetiche ipotesi formulate da Maxwell. È vero, la natura dell'esperienza gradazione alta velocità Stern è stato in grado di fornire informazioni solo molto approssimativa. Per ulteriori informazioni la scienza ha dovuto attendere altri nove anni.

Con maggiore precisione la legge di distribuzione potrebbe verificare Lammert nel 1929, vari migliorata esperienza Stern facendo passare il fascio molecolare attraverso una coppia di dischi rotanti, aveva fori radiali e offset rispetto all'altro ad un certo angolo. Variando la velocità di rotazione dell'unità e l'angolo tra i fori, Lammert poteva essere isolato dalle singole molecole del fascio, che hanno prestazioni diverse velocità. Ma è stata l'esperienza di Stern ha segnato l'inizio delle ricerche sperimentali nel campo della teoria molecolare-cinetica.

Nel 1920 il primo apparato sperimentale è stato creato per esperimenti di questo tipo. Si trattava di una coppia di cilindri, progettata personalmente da Stern. All'interno del dispositivo è stato posto platino asta sottile con un rivestimento d'argento, e si evapora riscaldando elettrica dell'asse. Le condizioni di vuoto sono state create all'interno dell'unità, un fascio di atomi di argento detenuta scaricato feritoia longitudinale tagliato attraverso la superficie del cilindro, e si stabilì su uno schermo esterno speciale. Naturalmente, la macchina è in movimento, e mentre gli atomi raggiungono la superficie tempo per trasformare un certo angolo. In questo modo, Stern e determinato la velocità del loro movimento.

Ma non è solo una conquista scientifica di Otto Stern. Un anno dopo, coppia con Walter Gerlach condotto un esperimento, che ha confermato la presenza dello spin degli atomi e per dimostrare il fatto della loro quantizzazione spaziale. Stern-Gerlach esperimento ha richiesto l'istituzione di un apposito apparato sperimentale con un potente magnete permanente alla sua base. Sotto l'influenza del campo magnetico generato da questo potente componente particelle elementari deviato orientamento secondo la loro propria rotazione magnetico.