Გამოცდილება Stern - ექსპერიმენტული კვლევა მოლეკულურ-კინეტიკური თეორიის

მეორე ნახევარში მეცხრამეტე საუკუნის, სასწავლო Brownian (არეული) შუამდგომლობა მოლეკულების გამოიწვია დიდი ინტერესი ბევრი თეორიული ფიზიკოსები გაუტოლდა. დამზადებულია Scottish მეცნიერი ჯეიმს Maxwell თეორია მოლეკულურ-კინეტიკური სტრუქტურა საკითხზე მიუხედავად იმისა, რომ საყოველთაოდ აღიარებული ევროპის სამეცნიერო საზოგადოებას, მაგრამ არ იყო მხოლოდ ჰიპოთეტური სახით. პრაქტიკული დადასტურდა, მაშინ ეს არ იყო. მოძრაობა მოლეკულების დარჩა მიუწვდომელი პირდაპირი დაკვირვება და საზომი მათი სიჩქარე, როგორც ჩანს, გადაულახავი მხოლოდ სამეცნიერო საკითხი.

სწორედ ამიტომ, ექსპერიმენტი, რომელიც შეიძლება პრაქტიკაში იმის დასამტკიცებლად, რომ ის ფაქტი, რომ მოლეკულური სტრუქტურა ნივთიერება და განსაზღვრავს გადაადგილების სიჩქარე მისი უხილავი ნაწილაკების, თავდაპირველად აღიქმება, როგორც ფუნდამენტური. გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს ასეთი ექსპერიმენტი ფიზიკური მეცნიერების ცხადი იყო, როგორც ეს საშუალებას აძლევს მიიღოს პრაქტიკული დასაბუთება და მტკიცებულება მოქმედების ერთ-ერთი ყველაზე თანამედროვე თეორიები დრო - მოლეკულურ-კინეტიკური.

მიერ XX საუკუნის დასაწყისში, მსოფლიო მეცნიერების მიაღწია საკმარის დონეს განვითარების გაჩენის რეალური შესაძლებლობები ექსპერიმენტული შემოწმების Maxwell თეორია. გერმანელი ფიზიკოსი Otto Stern 1920 წელს, გამოყენების მოლეკულური სხივი მეთოდი, რომელიც იყო გამოგონილი ფრანგმა Lui Dyunoye 1911 წელს, მართავს გავზომოთ გადაადგილების სიჩქარე აირის მოლეკულები ვერცხლის. გამოცდილება Stern irrefutably დაადასტურა მოქმედების მაქსველის განაწილება კანონით. შედეგები ექსპერიმენტი დაადასტურა ერთგულება შეფასების ნიშნავს სიჩქარეების ატომები, რომელიც მოედინებოდა ჰიპოთეტურ მოსაზრებებს მაქსველ. მართალია, ბუნების მაღალი სიჩქარით გრადაციის გამოცდილება Stern შეძლო მხოლოდ ძალიან უხეში ინფორმაცია. დამატებითი ინფორმაცია მეცნიერების ჰქონდა დაველოდოთ კიდევ ცხრა წლის განმავლობაში.

დიდი სიზუსტით განაწილების კანონით შეიძლება ნახოთ ლამერტთან 1929 წელს, რამდენიმე გაუმჯობესებული გამოცდილება Stern გავლით მოლეკულური სხივი მეშვეობით წყვილი მოძრავი დისკები, ჰქონდა რადიალური ხვრელების და ოფსეტური ნათესავი ერთმანეთს გარკვეული კუთხე. მიერ სხვადასხვა ბრუნვის სიჩქარე ერთეული და კუთხის შორის ხვრელებს, ლამერტთან შეიძლება მოწყდეს ინდივიდუალური მოლეკულების სხივი, რომლებიც სხვადასხვა სიჩქარით შესრულება. მაგრამ ეს იყო გამოცდილება Stern აღინიშნება დასაწყისში ექსპერიმენტული კვლევების სფეროში მოლეკულურ-კინეტიკური თეორია.

1920 წელს პირველი ექსპერიმენტული setup შეიქმნა ექსპერიმენტი ამ ტიპის. იგი შედგებოდა წყვილი ცილინდრი, შექმნილია პირადად Stern. მოწყობილობის შიგნით მოათავსეს platinum წვრილი rod ვერცხლის საფარი, და აორთქლებული გათბობის ღერძი ელექტროენერგია. ვაკუუმის პირობებში უკვე შეიქმნა ერთეული, ვიწრო სხივი ვერცხლის ატომების გაიმართა ჩაყარეს გრძივი ზოლი გაჭრა მეშვეობით ზედაპირზე ცილინდრიანი, და დასახლდნენ სპეციალური გარე ეკრანზე. რა თქმა უნდა, მანქანა არის მოძრაობაში, ხოლო ატომები მიაღწიოს ზედაპირზე დრო ჩართოთ მეშვეობით გარკვეული კუთხე. ამ გზით, Stern და განისაზღვრება სიჩქარე მათი მოძრაობა.

მაგრამ ეს არ არის მხოლოდ სამეცნიერო მიღწევას Otto Stern. ერთი წლის შემდეგ, მან გაერთიანდა ერთად Walter Gerlach ჩაატარეს ექსპერიმენტი, რომელიც ადასტურებს თანდასწრებით spin ატომები და იმის დასამტკიცებლად, რომ ის ფაქტი, მათი სივრცითი quantization. Stern-Gerlach ექსპერიმენტი მოითხოვა დაარსება ექსპერიმენტული setup ძლიერი მუდმივი მაგნიტი მის ბაზაზე. გავლენის ქვეშ მაგნიტური ველის მიერ ამ მძლავრი კომპონენტი ელემენტარული ნაწილაკების გააქარწყლა ორიენტაციის მიხედვით საკუთარი მაგნიტური spin.