带磁矩的磁体在匀强磁场中不受力而受力矩;该力矩使其磁矩m转向外磁场B的方向;
而非均匀磁场就不同了,相当于带磁矩的磁体其N极和S极受到的磁力的大小不一样,所以合力不为零,有沿磁场线方向的力。
因此,斯特恩盖-拉赫实验必须用非均匀磁场才能产生沿磁场线方向的力,才能使得银原子运动方向偏转。而均匀磁场只能产生转动力矩,此力矩不能使银原子运动方向偏转(只能使银原子磁矩m转向外磁场B的方向)。
斯特恩早年的研究是在理论物理领域,在统计热力学与量子理论方面有一些重要论文;从1919年他开始转向实验物理,由他研发和使用的分子束方法成为研究分子、原子、原子核性质的有力工具,该方法最初的意图是为了证明气体速率分布的麦克斯韦定律 。1922年他同瓦尔特·盖拉赫合作,做了磁场对磁矩的作用力使原子发生偏转的斯特恩-盖拉赫实验,而后又测量了包括质子在内的亚原子粒子的磁矩;1929年的氢、氦射线衍射实验是对原子和分子的波性质的精彩演示 。
施特恩-格拉赫实验(Stern-Gerlach experiment)是首次证实原子在磁场中取向量子化的著名实验,证实了原子角动量的量子化。[1][2][3][4]该实验由德国物理学家奥托·斯特恩和瓦尔特·格拉赫在1922年完成,奥托·斯特恩因此获得1943年诺贝尔物理学奖
这是从中摘录部分:“由于非均匀磁场可将不同自旋取值的银原子束分开,因此斯特恩-盖拉赫实验装置可看作是自旋的过滤器,比如沿z方向的非均匀磁场可将和的自旋分开,同样沿x方向的非均匀磁场可将和的自旋分开等等。”http://baikebaiducom/linkurl=E9DkBIUf3dp037GaC829j8_ncG7JA-GaWYqVKdoBDizNLCV3NlDKfWGYs35SmTdPjK6KOwzEUJDLQvXXwbB3La
电子可能会干扰实验结合。
斯特恩盖拉赫实验,简单地说,就是让银原子通过非均匀磁场,观察其磁矩在非均匀磁场中的受力和偏转情况,该实验所包含的物理概念,原子磁矩取值和自旋磁矩取值无法同时确定,而在经典力学中可以同时确定,这正是量子力学区别于经典力学的本质特征,体现为海森堡不确定性关系,或者狄拉克非对易代数。
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