Sterna eksperiments ir eksperimentālais molekulārās kinētiskās teorijas pamatojums
Deviņpadsmitā gadsimta otrajā pusēBrauīna (haotisko) molekulu kustības pētījums bija liela interese daudziem laika teorētiskajiem fizikiem. Izstrādāts ar skotu zinātnieks Džeimss Maksvels teoriju molekulāro kinētisko vielu struktūras, lai gan parasti tā tika atzīta Eiropas zinātnieku aprindām, bet tur bija tikai hipotētisks forma. Pēc tam tas nebija praktisks apstiprinājums. Molekulu kustība joprojām bija nepieejama tiešai novērošanai, un to ātruma mērīšana šķita vienkārši neizšķirta zinātniskā problēma.
Tieši tāpēc eksperimentus spējprakse, lai pierādītu faktu par vielas molekulāro struktūru un noteiktu tās neredzamo daļiņu kustības ātrumu, sākotnēji tika uztverta kā fundamentāla. Izšķirīga nozīme Šādu eksperimentu fiziskās zinātnes, bija skaidrs, jo tas ļauj iegūt praktisku pamatojumu un pierādījumu derīgumu viena no visattīstītākajām teorijām laikā - molekulu kinētisko.
Līdz divdesmitā gadsimta sākumam - pasaules zinātnesasniedza pietiekamu attīstības līmeni, lai parādītu reālas iespējas eksperimentāli pārbaudīt Maxwell teoriju. Vācu fiziķis Otto Stern 1920.gadā, piemērojot molekulārā staru kūļa metodi, kas tika izgudrots ar francūzis Louis kāpa 1911. gadā, gadu, izdodas izmērīt ātrumu kustības gāzes molekulas sudraba. Sterna eksperiments neapšaubāmi pierādīja Maxwell izplatīšanas likuma derīgumu. Šī eksperimenta rezultāti apstiprināja to, ka vidējo atomu vidējais ātrums, kas izriet no Maxwella hipotētiskiem pieņēmumiem, ir pareizs. Tomēr Sterna eksperiments spēja sniegt tikai ļoti aptuvenu informāciju par ātrās gradācijas raksturu. Sīkākai informācijas zinātnei bija jāgaida vēl deviņi gadi.
Ar lielāku precizitāti izplatīšanas likums ir izdeviesLammert pārbaudi 1929. gadā, vairākās uzlabotā Stern molekulāro staru kūļa, šķērsojot pāra rotējošu disku, radiālo caurumiem un bija pārvietota attiecībā pret otru noteiktā leņķī. Mainot rotācijas ātrumu vienības un leņķi starp caurumiem, Lammert varētu būt izolēti no atsevišķām molekulām sijas, kas ir atšķirīgs ātruma veiktspēju. Bet tieši Sterna eksperiments uzsāka eksperimentālo pētījumu molekulārās kinētiskās teorijas jomā.
1920. gadā pirmaisEksperimentālā iekārta, kas vajadzīga, lai veiktu šāda veida eksperimentus. Tas sastāvēja no cilindru pāra, kuru personīgi izstrādāja Sterns. Ierīces iekšpusē tika ievietots platīna plānas stieni ar sudraba pārklājumu, un ietvaicē sildot ass elektroenerģiju. Vakuuma nosacījumi ir izveidoti vienībā, šaura stara sudraba atomiem notika dempinga garenvirzienā spraugas iegriežot virsmas cilindru, un norēķinās par īpašu ārējo ekrānu. Protams, ierīce ir kustībā, un laikā, kad atomi sasniedza virsmu, tam izdevās pagriezties uz kādu leņķi. Tādā veidā Sterna nosaka kustības ātrumu.
Bet tas nav vienīgais Otto zinātniskais sasniegumsStern. Gadu vēlāk kopā ar Walter Gerlach viņš veica eksperimentu, kas apstiprināja strāvas atomu klātbūtni un pierādīja to telpisko kvantificēšanu. Stern-Gerlach eksperiments prasīja izveidot īpašu eksperimentālo iestatījumu ar spēcīgu pastāvīgo magnētu savā bāzē. Zem šī spēcīgā komponenta radītā magnētiskā lauka ietekmes elementārās daļiņas novirzās atkarībā no savas magnētiskās griešanās orientācijas.
