Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона

В 1921-1922 годах Отто Штерн и Вальтер Герлах поставили эксперимент по определению магнитного момента атома.

Механический момент атома связан с его магнитным моментом соотношением:

.

Отношение магнитного и механического моментов называется гиромагнитным отношением

.

Согласно квантовой механике

,

тогда

.

Соотношение - магнетон Бора, т.е.

.

Проекции вектора момента импульса

проекции магнитного момента являются дискретными

.

Представления пространственного квантования магнитного момента импульса и проверялись Штерном и Герлахом.

Опыт Штерна и Герлаха: пучок атомов серебра пропускался между полюсами магнита, создающими сильно неоднородное поле, и попадал на экран.

Если атом имеет собственный магнитный момент, то в неоднородном поле на него должна действовать сила вдоль оси

, где .

При хаотическом распределении атомов в пучке относительно оси () на экране после прохождения неоднородного поля пучок атомов должен образовывать сплошной след, края которого соответствуют и .

Если , то

,

и пучок должен расщепиться на пучков.

У атомов Ag валентный электрон находится в - состоянии () - расщепления наблюдаться не должно.

Если валентный электрон - в - состоянии (), - пучок должен расщепиться на 3 пучка.

В опыте Штерна и Герлаха произошло расщепление на 2 пучка (без центрального).

Объяснение количественных результатов этого опыта было дано С.А.Гаудсмитом и Дж.Ю.Уленбеком В 1925 г.

Дата добавления: 2014-01-11