L'expérience de Stern est la justification expérimentale de la théorie moléculaire-cinétique

Dans la seconde moitié du XIXe sièclemouvement des molécules étude brownien (chaotique) a provoqué un vif intérêt de nombreux physiciens théoriques de l'époque. Mis au point par un scientifique écossais James Clerk Maxwell théorie de la structure moléculaire cinétique de la matière bien qu'il ait été généralement reconnu dans la communauté scientifique européenne, mais il n'y avait qu'une forme hypothétique. Il n'y avait aucune confirmation pratique alors. Le mouvement des molécules est resté inaccessible à l'observation directe et la mesure de leur vitesse semblait insurmontable juste une question scientifique.

C'est pourquoi des expériences capables deLa pratique de prouver le fait même de la structure moléculaire de la matière et de déterminer la vitesse de déplacement de ses particules invisibles, a été initialement perçue comme fondamentale. La signification décisive de telles expériences pour la science physique était évidente, puisqu'elle nous permettait d'obtenir une justification pratique et la preuve de la validité de l'une des théories les plus progressistes du temps-moléculaire-cinétique.

Au début du XXe siècle, la science mondialeatteint un niveau de développement suffisant pour l'apparition de réelles possibilités de vérification expérimentale de la théorie de Maxwell. Le physicien allemand Otto Stern en 1920, en utilisant la méthode des faisceaux moléculaires, qui a été inventée par le Français Louis Dunoye en 1911, a réussi à mesurer la vitesse des molécules de gaz de l'argent. L'expérience Stern a irréfutablement prouvé la validité de la loi de distribution de Maxwell. Les résultats de cette expérience ont confirmé l'exactitude de l'estimation des vitesses moyennes des atomes, qui résultait des hypothèses hypothétiques faites par Maxwell. Cependant, l'expérience de Stern n'a pu donner que des informations très approximatives sur la nature de la gradation rapide. Des informations plus détaillées sur la science ont dû attendre encore neuf ans.

Avec plus de précision, la loi de distribution a réussipour vérifier Lammert en 1929, en améliorant quelque peu l'expérience de Stern en passant un faisceau moléculaire à travers une paire de disques rotatifs ayant des trous radiaux et déplacés l'un par rapport à l'autre d'un certain angle. En changeant la vitesse de rotation de l'unité et l'angle entre les trous, Lammert a pu séparer les molécules individuelles du faisceau, qui ont des vitesses différentes. Mais c'est l'expérience de Stern qui a initié la recherche expérimentale dans le domaine de la théorie cinétique moléculaire.

En 1920, le premierConfiguration expérimentale, nécessaire pour réaliser des expériences de ce genre. Il se composait d'une paire de cylindres, conçus personnellement par Stern. À l'intérieur du dispositif, on plaça une fine tige de platine avec un revêtement d'argent qui s'évaporait lorsque l'axe était chauffé à l'électricité. Dans les conditions de vide qui ont été créées à l'intérieur de l'installation, un étroit faisceau d'atomes d'argent a traversé une fente longitudinale découpée à la surface des cylindres et s'est installée sur un écran externe spécial. Bien sûr, l'unité était en mouvement, et pendant le temps où les atomes ont atteint la surface, elle a réussi à se tourner vers un certain angle. De cette façon Stern a déterminé la vitesse de leur mouvement.

Mais ce n'est pas la seule réalisation scientifique d'OttoStern. Un an plus tard, avec Walter Gerlach, il mena une expérience qui confirma la présence de spin dans les atomes et prouva le fait de leur quantification spatiale. L'expérience Stern-Gerlach a nécessité la création d'un dispositif expérimental spécial avec un puissant aimant permanent dans sa base. Sous l'influence du champ magnétique généré par ce puissant composant, les particules élémentaires dévient selon l'orientation de leur propre spin magnétique.