Stern-Gerlach-Versuch

Der vom Ofen erzeugte Strahl elektrisch neutraler Kaliumatomen tritt im Ultrahoch-Vakuum in das senkrecht zur Strahlrichtung gerichtete, inhomogene Feld des Elektromagneten ein. Am Ende des evakuierten Rohres befindet sich ein Detektor, dessen Ausgangssignal proportional zur Dichte des Atomstrahls ist. Die Ortsauflösung wird durch Schwenken des Detektors erreicht. Mit zunehmender Stromstärke im Elektromagneten zeigt die räumliche Verteilung des Detektorsignals die Aufspaltung des Atomstrahls in zwei Positionen. Das zeigt, dass Kaliumatome durch die Quantelung des Elektronenspins genau zwei Orientierungen des magnetischen Moments besitzen.

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Hinweise und Anregungen

Dieses IBE wurde 2004 im Großen Hörsaal des Fachbe-reichs Physik der FU Berlin aufgenommen (s. Foto).
2025 wurde die Messung mit verbesserter Auflösung durch die AG Vorlesung (Dr. Schwarzhans) wiederholt.
Vor dem Versuchsbeginn wurde die Apparatur mit einer Turbomolekularpumpe zwei Tage lang evakuiert. Der Pumpstand hält die Apparatur dann während der Durchführung des Versuchs unter Ultrahochvakuum.
Eine vollständige Messung der räumlichen Verteilung des Atomstrahls dauert für verschiedene Stromstärken im Elektromagneten real jeweils etwa 15 Minuten. Das IBE stellt das Ergebniss der Messung instantan dar.

STGE03 (2004-2025, AG Didaktik der Physik / AG Vorlesung, Freie Universität Berlin)

S

Autor: jki letzte Änderung: 25.03.2025 17:42 | Freie Universität Berlin | AG Didaktik der Physik BY-NC 4.0

Betreff:

Ofen →

← Detektor

Messverstärker

Interface

Pumpstand

Elektromagnet

1. Ändere die Stromstärke.
2. Zeige die Stromstärke.
3. Vergrößere den Bildschirm.
4. Zeige die Ofentemperatur.
5. Zeige den Druck.
Blende die Hinweise mit ⊗ wieder aus.

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Foto: J. Kirstein, FU Berlin

STGE.zip