Stern-Gerlach-Versuch

Prinzip

Ein Strahl Kaliumatome, die in einem heissen Ofen erzeugt wurden, bewegen sich entlang eines spezifischen Weges in einem magnetischen Zweidrahtfeld. Durch das magnetische Moment der Kaliumatome erscheint die Nicht- Homogenität  des Feldes als eine Kraft im rechten Winkel zu ihrer Bewegungsrichtung.  Die Kaliumatome werden dadurch von ihrem Weg abgeleitet. Durch die Dichtemessung des Teilchenstroms in einer Ebene, die hinter dem Magnetfeld liegt, ist es möglich, Rückschlüsse auf die Größe und Richtung des magnetischen Moments der Kalium-Atome zu ziehen.

Aufgaben

1. Aufzeichnung der Verteilung der Teilchenstrahldichte in der Erkennungsebene in der Abwesenheit des effektiven magnetischen Feldes.
2. Anlegen einer Kurve bestehend aus einer geraden Linie, einer Parabel und einer weiteren geraden Linie zu der experimentell ermittelten speziellen Verteilung der Teilchenstrahldichte.
3. Bestimmung der Abhängigkeit der Teilchenstrahldichte in der Erkennungsebene mit verschiedenen Werten der Nicht-Homogenität des effektiven magnetischen Feldes.
4. Untersuchung der Positionen der Maximalwerte der Teilchenstrahldichte in Abhängigkeit der Nicht-Homogenität des magnetischen Feldes.

Lernziele

• magnetisches Moment
• Bohr Magneton
• gerichtete Quantisierung
• g-Faktor
• Elektronenspin
• Atomstrahl
• Maxwell´s Geschwindigkeitsverteilung
• Zweidrahtfeld

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung ist nur in englischer Sprache erhältlich)