ประสบการณ์สเติร์น - การศึกษาทดลองของทฤษฎีโมเลกุลการเคลื่อนไหว

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่สิบเก้าการศึกษาของบราว (ที่วุ่นวาย) การเคลื่อนที่ของโมเลกุลที่เกิดจากความสนใจของนักฟิสิกส์ทฤษฎีจำนวนมากของเวลา ที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสก๊อตเจมส์ ทฤษฎีแมกซ์เวลของ โครงสร้างโมเลกุลการเคลื่อนไหว ของเรื่องแม้ว่ามันจะได้รับการยอมรับโดยทั่วไปในชุมชนวิทยาศาสตร์ยุโรป แต่มีเพียงรูปแบบสมมุติ ไม่มีการปฏิบัติที่มีการยืนยันแล้วมันก็ไม่ได้ การเคลื่อนไหวของโมเลกุลยังคงไม่สามารถเข้าถึงการสังเกตโดยตรงและการวัดความเร็วของพวกเขาดูเหมือนผ่านไม่ได้เป็นเพียงปัญหาทางวิทยาศาสตร์

นั่นคือเหตุผลที่การทดลองที่สามารถในการปฏิบัติที่จะพิสูจน์ความเป็นจริงของโครงสร้างโมเลกุลของสารและการตรวจสอบความเร็วของการเคลื่อนไหวของอนุภาคที่มองไม่เห็นของตนรับรู้ครั้งแรกเป็นพื้นฐาน สำคัญสำคัญของการทดลองดังกล่าวสำหรับวิทยาศาสตร์ทางกายภาพที่เห็นได้ชัดในขณะที่มันจะช่วยให้ได้รับการพิสูจน์ในทางปฏิบัติและหลักฐานของความถูกต้องของหนึ่งในทฤษฎีที่ทันสมัยที่สุดของเวลา - โมเลกุล-การเคลื่อนไหว

โดยในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบวิทยาศาสตร์โลกได้ถึงระดับที่เพียงพอของการพัฒนาสำหรับการเกิดขึ้นของความเป็นไปได้ที่แท้จริงของการตรวจสอบการทดลองทฤษฎีของแมกซ์เวล ฟิสิกส์ชาวเยอรมันออทโทสเติร์นในปี 1920 การใช้วิธีการคานโมเลกุลซึ่งถูกคิดค้นโดยชาวฝรั่งเศสลุย Dyunoye ในปี 1911 ซึ่งเป็นปีที่การบริหารจัดการในการวัดความเร็วของการเคลื่อนไหวของโมเลกุลก๊าซเงิน ประสบการณ์สเติร์น irrefutably ได้รับการพิสูจน์ความถูกต้องของกฎหมายการกระจายของแมกซ์เวล ผลที่ได้จากการทดลองนี้ได้รับการยืนยันการประเมินความจงรักภักดี หมายถึงความเร็ว อะตอมซึ่งไหลจากสมมติฐานสมมุติทำโดยแมกซ์เวล ทรูเกี่ยวกับธรรมชาติของความเร็วสูงประสบการณ์การไล่โทนสเติร์นก็สามารถที่จะให้เฉพาะข้อมูลที่ขรุขระมาก วิทยาศาสตร์ข้อมูลเพิ่มเติมจะต้องรออีกเก้าปี

ที่มีความแม่นยำมากขึ้นกฎหมายการกระจายสามารถตรวจสอบ Lammert ในปี 1929 หลายที่ดีขึ้นสเติร์นประสบการณ์โดยผ่านลำแสงโมเลกุลผ่านคู่ของการหมุนแผ่นมีหลุมรัศมีและชดเชยเทียบกับแต่ละอื่น ๆ ที่มุมหนึ่ง โดยการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการหมุนของหน่วยและมุมระหว่างหลุมที่ Lammert อาจจะแยกได้จากแต่ละโมเลกุลของคานที่มีประสิทธิภาพความเร็วที่แตกต่างกัน แต่มันก็เป็นประสบการณ์ของสเติร์นที่มีเครื่องหมายจุดเริ่มต้นของการวิจัยทดลองในด้านของทฤษฎีโมเลกุลการเคลื่อนไหวที่

ในปี 1920 การตั้งค่าการทดลองครั้งแรกที่ถูกสร้างขึ้นสำหรับการทดลองชนิดนี้ มันประกอบด้วยคู่ของถังได้รับการออกแบบโดยส่วนตัวสเติร์น ภายในเครื่องถูกวางทองคำแท่งบางที่มีการเคลือบสีเงินและจะระเหยด้วยความร้อนไฟฟ้าแกน เงื่อนไขสูญญากาศได้รับการสร้างขึ้นภายในหน่วยลำแสงแคบ ๆ ของอะตอมเงินจัดทิ้งร่องตามยาวตัดผ่านพื้นผิวของถังและตั้งรกรากบนหน้าจอภายนอกพิเศษ แน่นอนว่าเครื่องที่อยู่ในการเคลื่อนไหวและในขณะที่อะตอมถึงเวลาพื้นผิวที่จะเปิดผ่านมุมหนึ่ง ด้วยวิธีนี้สเติร์นและกำหนดความเร็วของการเคลื่อนไหวของพวกเขา

แต่มันไม่ได้เป็นเพียงความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ของออทโทสเติร์น หนึ่งปีต่อมาเขาร่วมกับวอลเตอร์เจอร์ลาคดำเนินการทดลองซึ่งได้รับการยืนยันการปรากฏตัวของสปินของอะตอมและเพื่อพิสูจน์ความเป็นจริงของควอนเชิงพื้นที่ของพวกเขา สเติร์น-Gerlach ทดลองเรียกร้องสถานประกอบการของการตั้งค่าการทดลองพิเศษด้วยการที่มีประสิทธิภาพ แม่เหล็กถาวร ที่ฐานของมัน ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการที่มีประสิทธิภาพนี้องค์ประกอบ อนุภาคมูลฐาน หักเหปฐมนิเทศตามการหมุนแม่เหล็กของตัวเอง