Stern-eksperimentet er den eksperimentelle underbyggelse af molekylkinetisk teori
I anden halvdel af det nittende århundredeUndersøgelsen af brunisk (kaotisk) bevægelse af molekyler var af stor interesse for mange teoretiske fysikere af tiden. Teorien om materielets molekylære kinetiske struktur, udviklet af den skotske videnskabsmand James Maxwell, selv om den var universelt anerkendt i europæiske videnskabelige kredse, eksisterede kun i hypotetisk form. Der var ingen praktisk bekræftelse af det da. Bevægelsen af molekyler forblev utilgængelig for direkte observation, og måling af deres hastighed syntes simpelthen et uopløseligt videnskabeligt problem.
Derfor er eksperimenter i stand tilpraksis for at bevise selve faktum af materielets molekylære struktur og bestemme bevægelsens hastighed for sine usynlige partikler, blev oprindeligt opfattet som grundlæggende. Afgørende betydning af sådanne eksperimenter for fysisk videnskab var tydelig, da det giver mulighed for at få praktisk dokumentation og bevis for gyldigheden af en af de mest avancerede teorier om den tid - den molekylære-kinetiske.
Ved begyndelsen af det tyvende århundrede, verdens videnskabnået et tilstrækkeligt niveau af udvikling for udseendet af reelle muligheder for forsøgsverifikation af Maxwells teori. Tyske fysiker Otto Stern i 1920, at anvende den molekylære stråle metode, som blev opfundet af en franskmand Louis klit i 1911, året, formår at måle hastigheden af bevægelsen af gasmolekyler sølv. Stern-eksperimentet viste ubestrideligt gyldigheden af Maxwells distributionslov. Resultaterne af dette forsøg bekræftede rigtigheden af estimeringen af gennemsnitshastighederne af atomer, hvilket var resultatet af de hypotetiske antagelser, der blev foretaget af Maxwell. Sterns eksperiment kunne imidlertid kun give meget omtrentlige oplysninger om arten af den hurtige gradation. Mere detaljeret videnskab måtte vente yderligere ni år.
Med større nøjagtighed lykkedes fordelingslovenLammert kontrol i 1929, flere bedre oplevelse Stern molekylær stråle ved at passere gennem parret af roterende skiver, radiale huller og havde forskudt i forhold til hinanden i en bestemt vinkel. Ved at variere rotationshastigheden af enheden og vinklen mellem hullerne, kunne Lammert isoleres fra de enkelte molekyler af bjælken, der har forskellig hastighed ydeevne. Men det var Stern-eksperimentet, der indledte den eksperimentelle forskning inden for molekylær-kinetisk teori.
I 1920 blev den førsteEksperimentel opsætning, der er nødvendig for at udføre eksperimenter af denne art. Den bestod af et par cylindre, designet personligt af Stern. Indvendigt blev anordningen anbragt en tynd platinestang med en sølvbelægning, som fordampede, da aksen blev opvarmet med elektricitet. I de vakuumbetingelser, der blev skabt inde i anlægget, gik en smal stråle sølvatomer gennem et langsgående spor skåret på overfladen af cylindrene og afgjort på en særlig ekstern skærm. Selvfølgelig var enheden i bevægelse, og i den tid, hvor atomerne nåede overfladen, lykkedes det at vende sig til en vis vinkel. På denne måde fastslog Stern hastigheden af deres bevægelse.
Men dette er ikke Otto's eneste videnskabelige præstationStern. Et år senere gennemførte han sammen med Walter Gerlach et eksperiment, der bekræftede tilstedeværelsen af spin i atomerne og beviste faktumet af deres rumlige kvantisering. Stern-Gerlach-eksperimentet krævede oprettelse af en speciel eksperimentel opsætning med en stærk permanentmagnet i sin base. Under påvirkning af magnetfeltet, der genereres af denne kraftfulde komponent, afviger de elementære partikler i overensstemmelse med orienteringen af deres eget magnetiske spin.
