Apparato di Stern-Gerlach

Funzione e applicazioni

L’esperimento Stern-Gerlach dimostra che l’orientamento spaziale del momento angolare è quantizzato. Sono passati più di 100 anni da quando l’esperimento fu condotto per la prima volta da Stern e Gerlach. Le possibilità tecniche odierne rendono possibile eseguire questo esperimento utilizzando un apparecchio compatto e facile da usare.

Il rilevatore Langmuir-Taylor è costituito da un filo di tungsteno incandescente (circa 800 ° C) che ionizza gli atomi di potassio incidenti, poiché la loro energia di ionizzazione è inferiore alla funzione di lavoro del tungsteno. Gli ioni vengono accelerati da un campo elettrico verso un elettrodo collettore; la corrente risultante è proporzionale al numero di atomi incidenti. Spostando il filo trasversalmente al raggio, l’intensità può essere misurata in funzione della posizione e dell’intensità del campo magnetico.

Vantaggi

L’apparecchio Stern–Gerlach di PHYWE offre i seguenti vantaggi:

• Mantenimento del principio di misurazione originale, implementato utilizzando la tecnologia più moderna.
• Funzionamento e gestione notevolmente semplificati.
• Configurazione organizzata in modo chiaro.
• Regolazione facile.
• Risultati illustrativi misurabili e calcolabili.
• Rilevatore altamente sensibile.
• Il potassio è particolarmente indicato poiché evapora a basse temperature (< 200 °C) e i depositi possono essere facilmente rimossi.
• L’esperimento viene generalmente eseguito a 10⁻⁶ mbar, consentendo un raggio atomico significativamente più grande ed eliminando i problemi di allineamento associati all’esperimento storico.
• Le flange standardizzate consentono di aprire e chiudere l’apparecchio in diverse posizioni per la sperimentazione, nonché per la pulizia e la manutenzione.

Dati tecnici

The Stern–Gerlach apparatus is used in the Stern–Gerlach experiment (P2511101) and can be operated with the high-vacuum pumping station on a mobile table (09059-99).

L’attrezzatura dell’apparato Stern-Gerlach comprende i seguenti componenti con i relativi dati tecnici:

• Forno a travi atomiche Evaporatore di potassio riscaldato elettricamente con dispositivo di regolazione e termocoppia Materiale forno: acciaio inox Temperatura forno: ca. 170 °C Termocoppia: NiCr–Ni (tipo J) Sezione trasversale del fascio atomico: 0,5 × 4 mm²
• Rivelatore Langmuir–Taylor Rivelatore a filo riscaldato elettricamente con collettore, cilindro di schermatura e dispositivo di regolazione Diametro del filo del rivelatore: 0,25 mm, materiale: tungsteno Temperatura di funzionamento: max. 1000 °C Il rilevatore è montato in modo girevole tramite un soffietto metallico ed è flangiato a tenuta di vuoto all’analizzatore. Il rilevatore è girevole tramite una guida precisa della leva con regolazione micrometrica
• Analizzatore magnetico Scarpe polari dalla forma speciale in ferro puro magneticamente morbido, installazione a tenuta di vuoto Lunghezza della scarpa polare: 70 mm Larghezza dello spazio tra la scarpa polare: 2 mm
• Collegamento alla stazione di pompaggio per vuoto tramite flangia piccola DIN larghezza nominale 40 mm
• Dimensioni dell’apparecchio, altezza × larghezza × profondità (mm): 150 × 870 × 165
• Peso: 5200 grammi