Опитът Стърн - експериментално изследване на молекулно-кинетичната теория

През втората половина на ХIХ век, изучаването на Брауновото (хаотично) движение на молекулите предизвика силен интерес на множество теоретични физици от онова време. Разработено от шотландски учен Джеймс Максуел теория на молекулно-кинетичната структура на материята, въпреки че като цяло се признава от Европейската научна общност, но имаше само хипотетична форма. Не практически е потвърдено, то тогава не е било. Движението на молекулите остават недостъпни за пряко наблюдение и измерване на скоростта им изглежда непреодолима просто научен проблем.

Ето защо експерименти, които на практика могат да се окажат на факта на молекулярната структура на веществото и определят скоростта на движение на нейните невидими частици, първоначално се възприема като основен. Решаващо значение на тези опити за физическата наука е очевидно, тъй като позволява да се получи практическа обосновка и доказателства за валидността на един от най-модерните теории на времето - на молекулно-кинетичната.

До началото на ХХ век, световната наука е достигнал достатъчно ниво на развитие за появата на реалните възможности на експериментална проверка на теорията на Максуел. Немски физик Ото Щерн в 1920 г., прилагането на метода на молекулно лъч, който е изобретен от един французин Луи Dyunoye през 1911 г., годината, успява да се измери скоростта на движение на газовите молекули сребро. Опитът Стърн неопровержимо доказа валидността на разпространение право на Максуел. Резултатите от този експеримент потвърждават оценката на вярност означава скоростите атоми, която течеше от хипотетичните предположения от Максуел. Вярно е, за естеството на високоскоростен градация опит Стърн е в състояние да даде само много грубо информация. Допълнителна информация наука трябваше да чакаме още девет години.

С по-голяма точност на закона за разпределение може да се провери Ламерт през 1929 г., няколко по-добър инструмент Стърн чрез преминаване на молекулярен лъч, чрез чифт въртящи се дискове, има кръгли отвори и компенсира една спрямо друга под определен ъгъл. Чрез промяна скоростта на въртене на устройството и ъгълът между отворите, Lammert може да се изолира от отделните молекули на лъча, които имат различна ефективност скорост. Но това беше опитът на Стърн бележи началото на експерименталните изследвания в областта на молекулярната-кинетичната теория.

През 1920 г. е създадена първата експериментална настройка за експерименти от този вид. Тя се състоеше от един чифт цилиндри, проектиран лично от Stern. Вътре в устройството се поставя платина тънък прът с сребърно покритие, и се изпарява чрез загряване ос ток. Условията на вакуум са създадени в рамките на единицата, тесен лъч сребърни атома проведе дъмпинг намали надлъжен прорез чрез повърхността на цилиндъра, и се установява на специален външен екран. Разбира се, машината е в движение, и докато атомите достигнат време на повърхността да се превърне чрез определен ъгъл. По този начин, Стърн и се определя от скоростта на тяхното движение.

Но това не е само научно постижение на Ото Щерн. Една година по-късно, той партнира с Валтер Герлах проведоха експеримент, който потвърди наличието на спина на атома и да докаже факта на тяхното пространствено квантуване. Експеримент на Щерн-Герлах поиска създаването на специална организация на експеримента с мощен постоянен магнит в основата му. Под влияние на магнитното поле, генерирани от този мощен компонент елементарни частици отклонява ориентация съгласно собствената си магнитни спин.