TRAŽI

Eksperiment Stern je eksperimentalno utemeljenje molekularno-kinetičke teorije

U drugoj polovici devetnaestog stoljećaproučavanje Brownianskog (kaotičnog) kretanja molekula izazvalo je zanimljive interese mnogih teorijskih fizičara toga vremena. Teorija molekularno-kinetičke strukture materije koju je razvio škotski znanstvenik James Maxwell bio je općenito prepoznat u europskim znanstvenim krugovima, ali je postojao samo u hipotetičkoj formi. Tada nije bilo praktične potvrde. Kretanje molekula je ostalo nedostupno izravnom promatranju, a mjerenje njihove brzine činilo se jednostavno netopljivim znanstvenim problemom.

Sternovo iskustvo

Zato su eksperimenti sposobnipraksa dokazuje samu činjenicu molekularne strukture materije i određuje brzinu kretanja njegovih nevidljivih čestica, koje se u početku percipiraju kao temeljne. Odlučujuća važnost takvih eksperimenata za fizikalnu znanost bilo je očigledna, jer je pružila praktičnu osnovu i dokaz valjanosti jedne od najnaprednijih teorija toga vremena - molekularne kinetičke.

Do početka dvadesetog stoljeća, svjetska znanostdosegla dostatnu razinu razvoja za pojavu stvarnih mogućnosti eksperimentalne provjere Maxwellove teorije Njemački fizičar Otto Stern 1920. godine, koristeći metodu molekularnih greda, koji je izumio francuski Louis Dunoy 1911., uspio je mjeriti brzinu kretanja srebrnih molekula plina. Sternovo iskustvo nepobitno je dokazalo valjanost Maxwellovog zakona o distribuciji. Rezultati ovog eksperimenta potvrdili su ispravnost procjene prosječnih atomske brzine koja je izvedena iz hipotetskih pretpostavki koje je izradio Maxwell. Istina, Iskustvo iskustava mogla je pružiti samo vrlo približne informacije o samoj prirodi gradacije brzine. Detaljnija informacijska znanost morala je čekati još devet godina.

Iskustvo Stern-Gerlach

S većom preciznošću uspjelo je pravo distribucijepogledajte Lammert 1929. godine, malo poboljšani Iskustvo prolaska kroz molekularnu zraku kroz par rotirajućih diskova koji su imali radijalne rupe i pomaknuli određeni kut jedan prema drugom. Promjenom brzine rotacije agregata i kuta između rupa, Lammert je mogao izolirati pojedinačne molekule snopa koje imaju različite karakteristike brzine. No bilo je to Sternovo iskustvo koje je postavilo temelje za eksperimentalna istraživanja na području molekularno-kinetičke teorije.

Molekulski pokret

Godine 1920. stvoren je prvieksperimentalno postavljanje neophodno za provođenje eksperimenata ove vrste. Sastojala se od para cilindara, koje je sam dizajnirao Stern. U unutrašnjost uređaja je stavljena tanka, srebrna platinasta šipka, koja je isparila kad je osi grijana električnom energijom. Pod vakuumskim uvjetima koji su nastali unutar postava, uska zraka srebrnih atoma prolazila je kroz longitudinalni prorez na površini cilindara i nanesena na poseban vanjski zaslon. Naravno, jedinica je bila u pokretu, a tijekom vremena kada su atomi stigli do površine, uspjela se okrenuti pod određenim kutom. Na taj način, Stern je odredio brzinu njihova kretanja.

Ali ovo nije jedino znanstveno postignuće Otta.Stern. Godinu dana kasnije, zajedno s Walterom Gerlachom, proveo je eksperiment koji je potvrdio prisutnost spina u atomima i dokazao činjenicu njihove prostorne kvantizacije. Iskustvo Stern - Gerlah zahtijevalo je stvaranje posebnog eksperimentalnog postava s snažnim permanentnim magnetom u svojoj jezgri. Pod utjecajem magnetskog polja generiranog ovim moćnom komponentom, elementarne čestice su odstranjene prema orijentaciji vlastitog magnetskog spina.

  • Ocjenjivanje: