ШТЕРНА-ГEРЛАХА ОПЫТ

ШТЕРНА-ГEРЛАХА ОПЫТ опыт, экспериментально
подтвердивший, что атомы обладают магнитным моментом, проекция к-рого на
направление внешнего магнитного поля принимает лишь определённые значения
(пространственно квантована). Осуществлён в 1922

Схема опыта Штерна-Герлаха:
И -
источник
атомов; К - щели, формирующие узкий пучок; N, S - полюса магнита,
создающего постоянное неоднородное поле; П - пластинка, на которую
оседают атомы; дельта - величина отклонения пучка от первоначального направления.
Опыт производится в вакууме.

О. Штерном и нем. физиком В.
Герлахом (W. Gerlach), к-рые исследовали прохождение пучка атомов Ag (а
затем и др. элементов) в сильно неоднородном магнитном поле (см. рис.)
с целью проверки теоретически полученной формулы пространств, квантования
проекции UZ магнитного момента атома
U= U± 1,...).

На атом, обладающий магнитным моментом
и движущийся в неоднородном вдоль Z магнитном поле H, действует
сила F = U dH/dZ, к-рая отклоняет его от первоначального
направления движения. Если проекция магнитного момента атома могла бы изменяться
непрерывно, то на пластинке П наблюдалась бы размытая широкая полоса.
Однако в Ш.- Г. о. было обнаружено расщепление пучка атомов на 2 компоненты,
симметрично смещённые относительно первичного направления распространения
на величину дельта - на пластинке появлялись две узкие полосы. Это указывало
на то, что проекция магнитного момента атома Uна направление
поля H принимает только два отличающиеся знаком значения ± Uт. е. UВеличина магнитного момента атома Uсмещению дельта, оказалась равной Бора магнетону.

Ш.- Г. о. сыграл большую роль в дальнейшем
развитии представлений об электроне. Согласно квантовой теории Бора - Зоммерфельда,
орбитальный и, следовательно, магнитный моменты используемых в опыте атомов
с одним электроном во внешней оболочке равны нулю, поэтому такие атомы
не должны были бы вообще отклоняться магнитным полем. Ш.;- Г. о., показавший,
что эти атомы вопреки теории обладают магнитным моментом, а также другие
более ранние эксперименты привели в 1925 Дж. Ю.
Уленбека
и С. Гаудсмита
к
гипотезе существования собственного механич. момента электрона -
спина.

Лит.: Зоммерфельд А., Строение
атома и спектры, пер. с нем., т. 1, M., 1956; Шпольский Э. В., Атомная
физика, 4 изд., т. 2, M., 1974. А. В. Колпаков.