آزمایش اشترن گرلاخ. آزمایش اشترن - گرلاخ' آزمایشی در فیزیک است که نشان دهنده انحراف کوانتومی ذرات در میدان مغناطیسی است. این آزمایش به خوبی اصول پایه ای مکانیک کوانتومی را نشان می دهد. این آزمایش نشان می دهد که الکترون ها ذاتاً ویژگی های کوانتومی دارند، و این که چه طور اندازه گیری در مکانیک کوانتومی روی چیزی که اندازه اش می گیریم تأثیر می گذارد. این آزمایش به افتخار اتو اشترن و والتر گرلاخ نام گذاری شده است، که این دو برای اولین بار این آزمایش را انجام دادند. [ ۱]
اتو اشترن و والتر گرلاخ سال ۱۹۲۲ در دانشگاه فرانکفورت آزمایشی ابداع کردند تا ببینند که آیا ذرات تکانه زاویه ای ذاتی دارند یا نه. [ ۲] در یک سیستم کلاسیکی مانند زمین که به دور خورشید می گردد، زمین دارای تکانه زاویه ای است که هم به خاطر چرخش زمین به دور خورشید و هم به خاطر چرخش زمین به دور محور خود است. اگر الکترون مانند یک دوقطبی الکتریکی کلاسیک باشد که به دور محور خود می چرخد، در یک میدان مغناطیسی به خاطر گشتاور ناشی از میدان به دور راستای میدان می چرخد.
اگر ذره در یک میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، نیروی وارد بر دو سوی دوقطبی یکدیگر را خنثی می کنند و مسیر ذره راست می ماند. ( برای پرهیز از نیروی لورنتس که به ذرات باردار درحال حرکت وارد می شود، می توانیم آزمایش را به جای الکترون های باردار با اتم های خنثیی نقره که یک الکترون در لایهٔ بیرونی دارند انجام دهیم. هر چند که اگر ذره باردار باشد، با اِعمال یک میدان الکتریکی در جهت مناسب به سادگی می توان اثر نیروی لورنتس را از بین برد. از آن جا که آزمایش اشترن - گرلاخ تنها تکانه زاویه ای را می سنجد، بار ذرات نقشی در نتیجهٔ آزمایش ندارد )
اما اگر ذره در یک میدان مغناطیسی نایکنواخت باشد، نیروی وارد بر یک سوی دوقطبی کمی بیشتر از سوی دیگر است و نیروی خالصی به آن وارد می شود. این نیرو ذره را در یک جهت منحرف می کند. جهت انحراف را معمولاً در راستای محور "z" می گیرند.
اگر ذره های آزمایش، ذرات چرخان کلاسیک باشند، سوی بردار تکانه زاویه ای آن ها تصادفی خواهد بود. از همین رو، هر ذره مقدار متفاوتی به سمت بالا یا پایین منحرف خواهد شد. در این صورت، باریکهٔ ورودی ذره ها روی پرده نوار یکنواختی تشکیل می دهد؛ ولی در آزمایش دیده می شود که ذره ها تنها به سمت بالا یا پایین و آن هم به مقدار مشخصی منحرف می شوند. این نتیجه نشان می دهد که تکانه زاویه ایِ اسپینی گسسته است، و فقط مقدارهای مشخصی به خود می گیرد. طیف پیوسته ای از تکانه زاویه ای وجود ندارد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاتو اشترن و والتر گرلاخ سال ۱۹۲۲ در دانشگاه فرانکفورت آزمایشی ابداع کردند تا ببینند که آیا ذرات تکانه زاویه ای ذاتی دارند یا نه. [ ۲] در یک سیستم کلاسیکی مانند زمین که به دور خورشید می گردد، زمین دارای تکانه زاویه ای است که هم به خاطر چرخش زمین به دور خورشید و هم به خاطر چرخش زمین به دور محور خود است. اگر الکترون مانند یک دوقطبی الکتریکی کلاسیک باشد که به دور محور خود می چرخد، در یک میدان مغناطیسی به خاطر گشتاور ناشی از میدان به دور راستای میدان می چرخد.
اگر ذره در یک میدان مغناطیسی یکنواخت باشد، نیروی وارد بر دو سوی دوقطبی یکدیگر را خنثی می کنند و مسیر ذره راست می ماند. ( برای پرهیز از نیروی لورنتس که به ذرات باردار درحال حرکت وارد می شود، می توانیم آزمایش را به جای الکترون های باردار با اتم های خنثیی نقره که یک الکترون در لایهٔ بیرونی دارند انجام دهیم. هر چند که اگر ذره باردار باشد، با اِعمال یک میدان الکتریکی در جهت مناسب به سادگی می توان اثر نیروی لورنتس را از بین برد. از آن جا که آزمایش اشترن - گرلاخ تنها تکانه زاویه ای را می سنجد، بار ذرات نقشی در نتیجهٔ آزمایش ندارد )
اما اگر ذره در یک میدان مغناطیسی نایکنواخت باشد، نیروی وارد بر یک سوی دوقطبی کمی بیشتر از سوی دیگر است و نیروی خالصی به آن وارد می شود. این نیرو ذره را در یک جهت منحرف می کند. جهت انحراف را معمولاً در راستای محور "z" می گیرند.
اگر ذره های آزمایش، ذرات چرخان کلاسیک باشند، سوی بردار تکانه زاویه ای آن ها تصادفی خواهد بود. از همین رو، هر ذره مقدار متفاوتی به سمت بالا یا پایین منحرف خواهد شد. در این صورت، باریکهٔ ورودی ذره ها روی پرده نوار یکنواختی تشکیل می دهد؛ ولی در آزمایش دیده می شود که ذره ها تنها به سمت بالا یا پایین و آن هم به مقدار مشخصی منحرف می شوند. این نتیجه نشان می دهد که تکانه زاویه ایِ اسپینی گسسته است، و فقط مقدارهای مشخصی به خود می گیرد. طیف پیوسته ای از تکانه زاویه ای وجود ندارد.
wiki: آزمایش اشترن گرلاخ