Esperjenza Stern - studju sperimentali tat-teorija molekulari kinetiċi

Fit-tieni nofs tas-seklu dsatax, l-istudju ta 'Brownian (kaotika) mozzjoni ta' molekuli ikkawża interess qawwi ta 'fiżiċi teoretiku ħafna tal-ħin. Żviluppat mill xjenzat Skoċċiż James Maxwell teorija ta ' l-istruttura molekulari-kinetika ta' materja għalkemm kien ġeneralment rikonoxxut fil-komunità xjentifika Ewropea, iżda kien hemm biss forma ipotetika. Nru prattiku huwa kkonfermat allura ma kienx. Il-moviment ta 'molekuli baqa inaċċessibbli għall-osservazzjoni diretta u l-kejl tal-veloċità tagħhom deher insormontabbli biss kwistjoni xjentifika.

Dan huwa għaliex esperimenti li jistgħu fil-prattika biex tipprova l-fatt tal-istruttura molekulari tas-sustanza u jiddeterminaw l-veloċità tal-moviment tal-partiċelli inviżibbli tagħha, inizjalment meqjusa bħala fundamentali. importanza kruċjali ta 'dawn l-esperimenti għal xjenza fiżika kienet evidenti, peress li tippermetti li tikseb prova prattika u prova tal-validità ta' wieħed mill-teoriji aktar avvanzati tal-ħin - l molekolari-kinetika.

Mill-seklu għoxrin kmieni, ix-xjenza dinja laħqet livell suffiċjenti ta 'żvilupp għall-ħolqien tal-possibbiltajiet reali ta' verifika sperimentali tat-teorija Maxwell. fiżiċista Ġermaniż Otto Stern fl-1920, li japplikaw il-metodu raġġ molekulari, li kienet ivvintata minn Lui Dyunoye Franċiż fl-1911, is-sena, tamministra biex ikejjel il-veloċità ta 'moviment ta' molekuli tal-gass tal-fidda. Esperjenza Stern inkontestabbli wera l-validità tad-dritt ta 'distribuzzjoni Maxwell. Ir-riżultati ta dan l-esperiment ikkonferma l-evalwazzjoni fedeltà jfissirx veloċitajiet atomi li nixxa mill-assunzjonijiet ipotetiċi magħmula mill Maxwell. Veru, dwar in-natura tal-esperjenza gradazzjoni ta 'veloċità għolja Stern kien kapaċi jagħti informazzjoni biss raffa ħafna. Aktar xjenza tagħrif kellhom jistennew oħra disa 'snin.

Bi preċiżjoni akbar il-liġi ta 'distribuzzjoni tista' tivverifika Lammert fl-1929, diversi Stern esperjenza mtejba billi tgħaddi r-raġġ molekulari permezz ta 'par ta' diski li jduru, kellhom toqob radjali u jikkumpensaw relattivi għal xulxin f'angolu partikolari. Billi tvarja l-veloċità ta 'rotazzjoni tal-unità u l-angolu bejn il-toqob, Lammert jistgħu jiġu iżolati mill-molekuli individwali tat-travu, li għandhom prestazzjoni veloċità differenti. Iżda kien l-esperjenza ta 'Stern mmarkat il-bidu tas-riċerki sperimentali fil-qasam tat-teorija molekolari-kinetika.

Fl-1920 l-ewwel setup sperimentali kienet maħluqa għall-esperimenti ta 'dan it-tip. Din ikkonsistiet ta 'par ta' ċilindri, imfassla personalment minn Stern. Ġewwa l-mezz kien mqiegħed platinu virga rqiqa b'kisja tal-fidda, u huwa evaporat billi ssaħħan elettriku assi. Il-kundizzjonijiet vakwu ġew maħluqa fi ħdan l-unità, seratizz dejqa ta 'atomi tal-fidda miżmuma iddampjati qasma lonġitudinali jaqtgħu l-wiċċ taċ-ċilindru, u kostanti fuq skrin estern speċjali. Naturalment, il-magna tkun miexja, u filwaqt li l-atomi jilħqu l-ħin tal-wiċċ li jduru permezz ta 'angolu ċerta. B'dan il-mod, Stern u determinati l-veloċità ta 'moviment tagħhom.

Iżda huwa mhux biss kisba xjentifika ta Otto Stern. Sena wara, huwa teamed bi Walter Gerlach wettqet esperiment, li kkonfermat il-preżenza tal-spin ta 'atomi u tipprova l-fatt ta' quantization dawn iwasslu. Poppa-Gerlach esperiment mitluba l-istabbiliment ta setup sperimentali speċjali ma 'qawwija b'kalamita permanenti fil-bażi tagħha. Taħt l-influwenza tal-kamp manjetiku iġġenerat minn din id qawwija komponenti partiċelli elementari mxellef orjentazzjoni skond spin manjetiċi tagħhom stess.