Iskustvo Stern - eksperimentalna istraživanja molekularno-kinetičke teorije

U drugoj polovini devetnaestog stoljeća, studija Brownovog (haotična) kretanje molekula izazvao je veliki interes mnogih teorijskih fizičara vremena. Razvio škotski naučnik James Maxwell teorija molekularno-kinetičke strukture materije iako je općenito priznat u evropske naučne zajednice, ali bilo je samo hipotetički obliku. Nema praktičnu je potvrđeno tada nije bilo. Kretanje molekula ostao nedostupan direktno posmatranje i mjerenje njihova brzina činilo nepremostive samo naučni problem.

Zato eksperimente koji mogu u praksi dokazati činjenicu molekularnu strukturu materije i odrediti brzinu kretanja svojih nevidljivih čestica, u početku doživljava kao fundamentalna. Ključne važnosti takvih eksperimenata za fizika je očigledno, jer omogućava da se praktična obrazloženje i dokaz o valjanosti jedan od najnaprednijih teorija vremena - molekularni-kinetički.

Do početka dvadesetog stoljeća, svijet nauke završila dovoljan nivo razvoja za pojavu realne mogućnosti eksperimentalne verifikacije Maxwellove teorije. Njemački fizičar Otto Stern 1920., primjenom molekularne metode zrak, koji je izmislio Francuz Lui Dyunoye u 1911. godini, upravlja za mjerenje brzine kretanja molekula gasova srebra. Iskustvo Stern nepobitno dokazao valjanost distribucije zakona Maxwell-a. Rezultati ovog eksperimenta je potvrdio procjenu fidelity značiti brzine atoma koja je tekla iz hipotetičke pretpostavke Maxwell. Istina, o prirodi velike brzine gradaciju iskustvo Stern je bio u mogućnosti dati samo vrlo grube informacije. Dodatne informacije nauka morao čekati još devet godina.

S većom preciznošću zakon distribucije mogao provjeriti Lammert 1929. godine, nekoliko poboljšanih iskustvo Stern donošenjem molekularne zrak kroz par rotirajućih diskova, imao radijalne rupa i offset u odnosu na jedno drugo pod određenim kutom. Mijenjanjem brzine rotacije jedinice i kut između rupe, Lammert može biti izolirana od pojedinačnih molekula zraka, koji imaju različite performanse brzine. Ali to je bilo iskustvo Stern je označio početak eksperimentalnog istraživanja u području molekularne-kinetičke teorije.

Godine 1920. je nastao prvi eksperimentalni postav za eksperimente ove vrste. Sastojao se od par cilindara, dizajnirao lično Stern. Unutar naprava bila je postavljena platine tanak štap sa srebrnom slojem i isparava zagrevanjem osi električne energije. Uslovi vakuum su stvoreni unutar jedinice, uski snop srebra atoma održan bačena uzdužnim prorezom smanjiti kroz površinu cilindra, i nastanio se na poseban vanjski ekran. Naravno, stroj je u pokretu, i dok atomi do vremena površinu da biste kroz određenim kutom. Na ovaj način, Stern i utvrdila brzina njihovog kretanja.

Ali to nije samo naučna dostignuća Otto Stern. Godinu dana kasnije, on se udružio sa Walter Gerlach sproveo je eksperiment, koji je potvrdio prisustvo spin atoma i dokazati činjenice njihovih prostornih kvantizacije. Stern-Gerlach eksperiment zatražio osnivanje posebnog eksperimentalni setup sa snažnim permanentnim magnetom na svoju bazu. Pod utjecajem magnetskog polja stvara ove moćne komponente elementarnih čestica blokirati orijentacija prema vlastitim magnetnim spin.