L'esperimento Stern è la prova sperimentale della teoria cinetico-molecolare
Nella seconda metà del diciannovesimo secoloLo studio del moto browniano (caotico) delle molecole è stato di grande interesse per molti fisici teorici del tempo. La teoria della struttura cinetico-molecolare della materia, sviluppata dallo scienziato scozzese James Maxwell, sebbene fosse universalmente riconosciuta negli ambienti scientifici europei, esisteva solo in una forma ipotetica. Non vi era quindi alcuna conferma pratica. Il movimento delle molecole è rimasto inaccessibile all'osservazione diretta e la misurazione della loro velocità sembrava semplicemente un problema scientifico irrisolvibile.
Ecco perché gli esperimenti sono in grado dipratica per dimostrare il fatto stesso della struttura molecolare della materia e determinare la velocità di movimento delle sue particelle invisibili, inizialmente erano percepiti come fondamentali. Il significato decisivo di tali esperimenti per la scienza fisica era ovvio, poiché ci permetteva di ottenere una giustificazione pratica e la prova della validità di una delle teorie più progressiste del tempo-cinetica molecolare.
All'inizio del XX secolo, la scienza mondialeraggiunto un livello sufficiente di sviluppo per la comparsa di reali possibilità di verifica sperimentale della teoria di Maxwell. Il fisico tedesco Otto Stern nel 1920, usando il metodo delle travi molecolari, che fu inventato dal francese Louis Dunoye nel 1911, riuscì a misurare la velocità delle molecole di gas d'argento. L'esperimento Stern ha dimostrato in modo inconfutabile la validità della legge sulla distribuzione di Maxwell. I risultati di questo esperimento hanno confermato la correttezza della stima delle velocità medie degli atomi, risultante dalle ipotesi ipotetiche fatte da Maxwell. Tuttavia, l'esperimento di Stern è stato in grado di fornire solo informazioni molto approssimative sulla natura della gradazione rapida. La scienza dell'informazione più dettagliata ha dovuto aspettare altri nove anni.
Con maggiore precisione, la legge sulla distribuzione ha avuto successoper controllare Lammert nel 1929, un po 'migliorando l'esperimento di Stern facendo passare un raggio molecolare attraverso una coppia di dischi rotanti aventi fori radiali e spostati l'uno rispetto all'altro di un certo angolo. Cambiando la velocità di rotazione dell'unità e l'angolo tra i fori, Lammert è stato in grado di separare le singole molecole dal raggio, che hanno diverse velocità. Ma fu l'esperimento Stern a dare il via alla ricerca sperimentale nel campo della teoria cinetico-molecolare.
Nel 1920, il primoConfigurazione sperimentale, necessaria per condurre esperimenti di questo tipo. Consisteva in un paio di cilindri, progettati personalmente da Stern. All'interno del dispositivo è stata posizionata una sottile asta di platino con un rivestimento argentato, che evapora quando l'asse è stato riscaldato dall'elettricità. Nelle condizioni di vuoto create all'interno dell'installazione, un fascio stretto di atomi d'argento passava attraverso una fessura longitudinale tagliata sulla superficie dei cilindri e si depositava su uno speciale schermo esterno. Naturalmente, l'unità era in movimento e durante il tempo in cui gli atomi raggiunsero la superficie, riuscì a ruotare di un certo angolo. In questo modo Stern ha determinato la velocità del loro movimento.
Ma questo non è l'unico risultato scientifico di OttoStern. Un anno dopo, insieme a Walter Gerlach, condusse un esperimento che confermò la presenza di spin negli atomi e provò il fatto della loro quantizzazione spaziale. L'esperimento Stern-Gerlach richiedeva la creazione di una speciale configurazione sperimentale con un potente magnete permanente nella sua base. Sotto l'influenza del campo magnetico generato da questo potente componente, le particelle elementari hanno deviato secondo l'orientamento del proprio spin magnetico.
