Pangalaman Stern - ulikan eksperimen teori molekular-kinétik

Dina satengah kadua abad ke, ulikan ngeunaan Brownian (kacau) gerak molekul ngabalukarkeun minat getol loba fisika teoritis ngeunaan waktu. Dimekarkeun ku élmuwan Skotlandia James Maxwell téori struktur molekul-kinétik zat sanajan ieu umumna dipikawanoh di masarakat ilmiah Éropa, tapi aya ngan hiji formulir hypothetical. Taya praktis eta dikonfirmasi mangka ieu mah henteu. Gerak molekul tetep inaccessible kana observasi langsung na ukur speed maranéhanana seemed insurmountable ngan hiji masalah ilmiah.

Éta pisan sababna naha percobaan nu bisa dina praktekna ngabuktikeun fakta ngeunaan struktur molekul zat tur nangtukeun speed gerak partikel halimunan anak, mimitina ditanggap sakumaha fundamental. Krusial pentingna tina percobaan saperi keur elmu fisik éta dibuktikeun, sabab hal ieu ngamungkinkeun pikeun meunangkeun substantiation praktis tur bukti validitas salah sahiji téori paling canggih waktu - nu molekular-kinétik.

Ku awal abad ka, élmu dunya geus ngahontal tingkat cukup ngembangkeun keur mecenghulna kemungkinan nyata verifikasi eksperimen teori Maxwell. fisikawan Jerman Otto Stern dina 1920, nerapkeun metodeu molecular beam, nu ieu nimukeun ku Frenchman Lui Dyunoye dina 1911, taun, manages ngukur laju gerak molekul gas pérak. Pangalaman Stern irrefutably dibuktikeun validitas hukum distribution Maxwell. Hasil percobaan ieu dikonfirmasi assessment kasatiaan hartosna velocities atom nu flowed ti asumsi hypothetical dijieun ku Maxwell. Leres, ngeunaan alam pangalaman-speed tinggi gradasi Stern éta bisa masihan informasi wungkul kasar pisan. Salajengna elmu informasi kapaksa antosan sejen salapan taun.

Kalawan precision gede hukum distribution bisa pariksa Lammert dina 1929, sababaraha ningkat pangalaman Stern ku ngaliwatan molecular beam ngaliwatan sapasang puteran Cakram, kapaksa liang radial jeung offset relatif ka silih di sudut nu tangtu. Ku varying laju rotasi Unit jeung sudut antara liang, Lammert bisa papisah jeung molekul individu ngeunaan beam, anu mibanda préstasi speed béda. Tapi éta pangalaman Stern ditandaan awal researches eksperimen dina widang tiori molekular-kinétik.

Taun 1920 setelan eksperimen mimitina dijieun pikeun percobaan nanaon ieu. Ieu diwangun ti pasangan tabung, dirancang pribadi ku Stern. Jero alat ieu disimpen platinum rod ipis ku palapis pérak, jeung geus ngejat ku Élmu sarta Téknik listrik sumbu. Kaayaan vacuum geus dijieun dina unit, a beam sempit atom pérak diayakeun nu kasusun loba di sesela longitudinal motong ngaliwatan beungeut silinder, sarta netep dina layar éksternal husus. Tangtu, mesin nu aya dina gerak, sarta bari atom ngahontal waktu permukaan ngahurungkeun ngaliwatan sudut nu tangtu. Ku cara kieu, Stern jeung ditangtukeun laju gerakan maranéhanana.

Tapi teu ukur prestasi ilmiah Otto Stern. Sataun saterusna, manehna teamed up kalawan Walter Gerlach dipigawé hiji percobaan nu dikonfirmasi ayana spin atom sarta ngabuktikeun kanyataan kuantisasi spasial maranéhanana. Stern-Gerlach percobaan nungtut ngadegna hiji setelan eksperimen husus ku kuat magnet permanen di dasarna. Dina pangaruh médan magnét dihasilkeun ku komponén ieu kuat partikel éleméntér deflected orientasi nurutkeun spin magnét sorangan.