Iskustvo Stern - eksperimentalna studija molekularne kinetičke teorije

U drugoj polovici devetnaestog stoljeća, proučavanje Brownovo (kaotično) gibanje molekula izazvao veliko zanimanje mnogih teorijskih fizičara vremena. Razvijen od strane škotski znanstvenik James Maxwell teorije molekularnog-kinetička struktura materije iako je općenito priznat u europske znanstvene zajednice, ali nije bilo samo hipotetski oblik. Ne praktično je potvrdio tada nije bilo. Kretanje molekula ostao nedostupan izravnog promatranja i mjerenja njihova brzina kao nepremostiva samo znanstveno pitanje.

Zato eksperimenti koji se u praksi dokazati činjenicu molekularne strukture tvari i odrediti brzinu kretanja svojih nevidljivih čestica, najprije percipiraju kao temeljni. Presudna važnost takvih eksperimenata za fizikalnu znanost bila je očita, jer omogućuje da se praktično potkrijepu i dokaz o valjanosti jednog od najnaprednijih teorijama vrijeme - molekularnoj-kinetike.

Do početka dvadesetog stoljeća, svijet je znanost dostigla dovoljan stupanj razvoja za nastanak realnih mogućnosti eksperimentalne provjere Maxwell teorije. Njemački fizičar Otto Stern 1920, primjenom metode molekularne snopa, koji je izumio Francuz Lui Dyunoye 1911., godine, uspijeva mjerenje brzine kretanja molekula plina srebra. Iskustvo Stern nepobitno dokazao valjanost Maxwell distribucije zakonom. Rezultati ovog eksperimenta potvrđena procjena vjernost srednje brzine atoma koji je tekla iz hipotetskim pretpostavkama od strane Maxwell. Istina, o prirodi velike brzine gradacije iskustva Stern je mogao dati samo vrlo grubu informaciju. Daljnje informacije znanost morala čekati još devet godina.

S većom preciznošću zakon distribucije se može provjeriti Lammert 1929., nekoliko poboljšanih iskustvo Stern prolazeći molekularne zrake kroz par rotirajućih diskova, imao radijalne rupe i razmješteni jedan prema drugom pod određenim kutom. Mijenjanjem brzine rotacije uređaja i kut između otvora, Lammert može se izolirati iz pojedinačnih molekula grede, koje imaju različite brzine izvedbe. Ali to je bilo iskustvo Stern označio je početak eksperimentalnog istraživanja u području molekulske kinetičke teorije.

Godine 1920. prvi eksperimentalni postava je stvoren za pokuse te vrste. Sastojao se od par cilindara, dizajniran osobno Stern. Unutar uređaja je stavljena platine tanke šipke sa srebrnom oblogom, te je uparen zagrijavanjem os struju. Uvjeti vakuum su stvoreni unutar jedinice, uski snop srebra atoma održan bačena uzdužni prorez rez kroz površinu cilindra, i zaustavio se na poseban vanjski zaslon. Naravno, stroj je u pokretu, i dok su atomi doći vrijeme površinu okrenuti preko određenog kuta. Na ovaj način, Stern i određuje brzinu njihovog kretanja.

Ali to nije samo znanstveno postignuće Otto Stern. Godinu dana kasnije, on se udružio s Walter Gerlach proveli su eksperiment, koja su potvrdila postojanje naboja atoma i da se dokaže činjenicu njihovog prostornog kvantizacija. Stern-Gerlach eksperiment tražili su uspostavu posebnog eksperimentalnog postava sa snažnim permanentnim magnetom na svojoj bazi. Pod utjecajem magnetskog polja koje generira ovaj moćan sastavne elementarnih čestica skrenut orijentaciju prema vlastitom magnetskog spina.