Esperimento di Stern-Gerlach

Principio

Un fascio di atomi di potassio generato in una fornace calda viaggia lungo un percorso specifico in un campo magnetico a due fili. A causa del momento magnetico degli atomi di potassio, la disomogeneità del campo applica una forza perpendicolare alla direzione del loro movimento. Gli atomi di potassio vengono così deviati dal loro percorso. Misurando la densità del fascio di particelle in un piano di rilevamento situato dietro il campo magnetico, è possibile trarre conclusioni sull’entità e sulla direzione del momento magnetico degli atomi di potassio.

Vantaggi

• Scopri l’essenza del Premio Nobel: Gerlach (1943)
• Prima prova della quantizzazione dell’orientamento spaziale del momento angolare
• Un fascio di atomi di potassio neutri viene deviato in un campo magnetico non omogeneo e può anche essere misurato con precisione

Attivita’ proposte

1. Registrazione della distribuzione della densità del fascio di particelle nel piano di rilevamento in assenza del campo magnetico effettivo.
2. Adattamento di una curva costituita da una linea retta, una parabola e un’altra linea retta alla distribuzione speciale determinata sperimentalmente della densità del fascio di particelle.
3. Determinazione della dipendenza della densità del fascio di particelle nel piano di rilevamento con diversi valori della disomogeneità del campo magnetico efficace.
4. Indagare le posizioni dei massimi della densità del fascio di particelle in funzione della disomogeneità del campo magnetico.

Obiettivi formativi

• Momento magnetico
• Magnetone di Bohr
• Quantizzazione direzionale
• fattore g
• Spin dell’elettrone
• Fascio atomico
• Distribuzione maxwelliana della velocità
• Campo a due fili