斯特恩-盖拉赫实验.ppt

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1、斯特恩-盖拉赫实验施特恩-盖拉赫实验是德国物理学家奥托·施特恩和瓦尔特·盖拉赫为证实原子角动量量子化于1921年到1922年期间完成的一个著名实验。如图所示，施特恩-盖拉赫实验设法令高温的银原子从高温炉中射出，经狭缝准直后形成一个原子射线束，而后银原子射线束通过一个不均匀的磁场区域，射线束在磁场作用下发生偏折，最后落在屏上。如果原子磁矩的方向是可以任意取向的，则屏上形成一片黑斑。而实验发现屏上形成了几条清晰的黑斑，表明银原子的磁矩只能取几个特定的方向，从而验证了原子角动量的投影是量子化的。施特恩-盖拉

2、赫实验是历史上第一次直接观察到原子磁矩取矢量子化的实验。非均匀磁场由于高温炉中的温度不足以令大多数原子从基态激发到激发态，施特恩-盖拉赫实验主要显示的是基态原子的角动量和磁矩。如果只考虑原子的轨道角动量，屏上斑纹的条数应当是2l+1，其中l是角量子数。对于锂、钠、钾、金、银、铜等原子，实验得到了两条斑纹，反推角量子数是1/2。而根据当时的理论，角量子数只能取整数，因此施特恩-盖拉赫实验显示，原子中不只有轨道角动量，还应当有其他形式的角动量。此外，对氧原子所做施特恩-盖拉赫实验得到5条斑纹，反推角量子数

3、为2，与当时的理论不符。量子性质存在自旋角动量，是内禀物理量（与时空无关）；自旋角动量的取值不连续；磁场起的是测量作用。级联斯特恩-盖拉赫实验入射原子束先后经过2个Z方向的磁场。在第二个磁场之前有确定值，故在磁场中原子感受的力是确定的，在第二个磁场之后仍然有确定值。让入射原子束经过Z和X方向的两个磁场。在第二个磁场中原子感受的力。在第二个磁场之后观测到原子束分裂，说明在第二个磁场之前有两个值和两个分量让入射原子束经过Z、X和Z方向的三个磁场。最后观测到有和两个分量，说明在第三个磁场之前有两个值和两个分

4、量。量子性质当有确定值时，没有确定值。和不能同时有确定值。当有确定值时，没有确定值。和不能同时有确定值。