अनुभव स्टर्न - आणविक गतिज सिद्धांत की प्रयोगात्मक अध्ययन

उन्नीसवीं सदी के उत्तरार्ध में, ब्राउनियन के अध्ययन (अराजक) अणुओं की गति समय के कई सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानियों की एक गहरी रुचि का कारण बना। एक स्कॉटिश वैज्ञानिक जेम्स द्वारा विकसित की मैक्सवेल सिद्धांत आणविक गतिज संरचना इस मामले की, हालांकि यह आम तौर पर यूरोपीय वैज्ञानिक समुदाय में मान्यता दी गई थी, लेकिन केवल एक काल्पनिक रूप था। कोई व्यावहारिक यह तो पुष्टि की है यह नहीं था। अणुओं के आंदोलन प्रत्यक्ष अवलोकन और माप के लिए दुर्गम बना रहा की उनकी गति सिर्फ एक वैज्ञानिक मुद्दा दुर्गम लग रहा था।

यही कारण है कि प्रयोगों कि व्यवहार में पदार्थ की आणविक संरचना के तथ्य को साबित और अपने अदृश्य कणों के आंदोलन की गति निर्धारित करने के लिए कर सकते हैं, शुरू में मौलिक रूप में माना जाता है। भौतिक विज्ञान के लिए इस तरह के प्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण महत्व, स्पष्ट किया गया के रूप में यह व्यावहारिक सिद्धि और समय की सबसे उन्नत सिद्धांतों में से एक की वैधता का सबूत प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है - आणविक गतिज।

बीसवीं सदी की शुरुआत तक, दुनिया विज्ञान मैक्सवेल के सिद्धांत के प्रायोगिक सत्यापन के वास्तविक संभावनाओं के उद्भव के लिए विकास के लिए पर्याप्त स्तर पर पहुंच गया। जर्मन भौतिकशास्त्री ओटो स्टर्न 1920 में, आणविक किरण विधि है, जो 1911 में एक फ्रांसीसी लुई Dyunoye द्वारा आविष्कार किया गया लागू करने, साल, गैस के अणुओं चांदी के आंदोलन की गति को मापने में सफल हुआ। अनुभव स्टर्न irrefutably मैक्सवेल के वितरण कानून की वैधता को साबित कर दिया। इस प्रयोग के परिणाम की पुष्टि की निष्ठा मूल्यांकन वेग मतलब परमाणुओं जो मैक्सवेल द्वारा किए गए काल्पनिक मान्यताओं से बहती है। यह सच है, उच्च गति उन्नयन अनुभव की प्रकृति के बारे स्टर्न केवल बहुत किसी न किसी तरह जानकारी देने के लिए सक्षम था। अधिक जानकारी विज्ञान एक और नौ साल इंतजार करना पड़ा।

अधिक परिशुद्धता के साथ वितरण कानून, घूर्णन डिस्क की एक जोड़ी के माध्यम से आणविक किरण पास करके 1929 में लैमर्ट जांच कर सकता है, कई बेहतर अनुभव स्टर्न रेडियल छेद था और एक निश्चित कोण पर एक दूसरे के सापेक्ष ऑफसेट। इकाई की घूर्णन गति और छेद के बीच कोण अलग करके, लैमर्ट बीम की व्यक्तिगत अणुओं, जो अलग अलग गति प्रदर्शन से अलग किया जा सकता है। लेकिन यह स्टर्न के अनुभव चिह्नित आणविक गतिज सिद्धांत के क्षेत्र में प्रयोगात्मक शोध की शुरुआत थी।

1920 में पहली प्रयोगात्मक सेटअप इस तरह के प्रयोगों के लिए बनाया गया था। यह सिलेंडरों की एक जोड़ी, स्टर्न द्वारा व्यक्तिगत रूप से तैयार किया गया है शामिल थे। डिवाइस के अंदर एक चांदी कोटिंग के साथ प्लैटिनम पतली छड़ी रखा गया था, और अक्ष बिजली गर्म करके सुखाया जाता है। निर्वात की स्थिति इकाई के भीतर बनाया गया है, आयोजित चांदी परमाणुओं के एक संकीर्ण बीम अनुदैर्ध्य भट्ठा सिलेंडर की सतह के माध्यम से कटौती, और एक विशेष बाहरी स्क्रीन पर बसे फेंक दिया। बेशक, मशीन गति में है, और एक खास कोण के माध्यम से चालू करने के लिए, जबकि परमाणुओं सतह समय तक पहुँचते हैं। इस तरह, स्टर्न और उनके आंदोलन की गति को निर्धारित किया।

लेकिन यह न केवल ओटो स्टर्न के एक वैज्ञानिक उपलब्धि है। एक साल बाद, वह मिलकर वॉल्टर गर्लैक एक प्रयोग है, जो परमाणुओं की स्पिन की मौजूदगी की पुष्टि और उनके स्थानिक परिमाणीकरण के तथ्य को साबित करने का आयोजन किया है। स्टर्न-Gerlach प्रयोग एक शक्तिशाली के साथ एक विशेष प्रयोगात्मक सेटअप की स्थापना की मांग की स्थायी चुंबक इसके आधार पर। इस शक्तिशाली घटक द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव के तहत प्राथमिक कणों को अपने स्वयं के चुंबकीय स्पिन के अनुसार उन्मुखीकरण सीधे रास्ते।