Encontrar o ponto que falta com o experimento de stern-gerlach

Video: Física IV - Pgm 39 - O átomo II - Parte 3

O experimento de Stern-Gerlach inesperadamente revelou a existência de rotação de volta em 1922. Os físicos Otto Stern e Walther Gerlach enviou um feixe de átomos de prata através dos pólos de um ímã - cujo campo magnético estava no z direção - como você pode ver na figura a seguir.

Video: EXPERIMENTO DE STERN GERLACH1

Porque 46 de 47 elétrons de prata são dispostos em uma nuvem simétrica, eles contribuem em nada para o momento angular orbital do átomo. O electrões 47 pode ser em

• a 5s estado, caso em que seu momento angular é eu = 0 e o z componente de que o momento angular é 0

• a 5p estado, caso em que seu momento angular é eu = 1, o que significa que o z componente do seu momento angular pode ser -1, 0, ou 1

Isso significa que Stern e Gerlach esperava ver um ou três pontos na tela que você vê à direita na figura, correspondente aos diferentes estados do z componente do momento angular.

Mas famosa, viram apenas dois pontos. Este intrigado a comunidade física por cerca de três anos. Então, em 1925, os físicos Samuel A. Goudsmit e George E. Uhlenbeck sugeriu que os elétrons contidos momento angular intrínseco - e que o momento angular intrínseco é o que lhes deu um momento magnético que interage com o campo magnético. Afinal de contas, era evidente que alguns momento angular diferente do momento angular orbital estava no trabalho aqui. E que o momento angular built-in veio a ser chamado girar.

O feixe de átomos de prata divide em dois, dependendo da rotação do electrão 47 no átomo, de modo que existem dois possíveis estados de rotação, o que veio a ser conhecido como acima e baixa.

O spin é um efeito mecânico puramente quântica, e não há nenhuma análogo clássico real. O mais próximo que você pode vir é compará giro para a rotação da Terra, uma vez que vai ao redor do sol - isto é, a Terra tem ambos os spin (porque ele está girando em seu eixo) e momento angular orbital (porque ele está girando em torno do sol) . Mas mesmo essa imagem não totalmente explicar rotação em termos clássicos, porque é concebível que você poderia parar a Terra de girar. Mas você não pode parar de elétrons de rotação possuir, e que também vale para outras partículas subatômicas que possuem rotação, tais como prótons.

Video: *** Stern Gerlach Versuch zur Raumquantisierung der Spins

Rotação não depende de graus espaciais de liberdade- mesmo se você fosse ter um elétron em repouso (o que viola o princípio da incerteza), ainda possuiria rodada.