Appareillage Stern Gerlach

Fonction et applications

L’expérience de Stern et Gerlach montre que l’orientation spatiale du moment cinétique est quantifiée. Plus de 100 ans se sont écoulés מאז que l’expérience a été réalisée pour la première fois par Stern et Gerlach. Les possibilités techniques actuelles permettent aujourd’hui de réaliser cette expérience à l’aide d’un appareil à la fois compact et facile à utiliser.

Le détecteur de Langmuir–Taylor se compose d’un fil de tungstène incandescent (env. 800 °C) qui ionise les atomes de potassium incidents, leur énergie d’ionisation étant inférieure au travail de sortie du tungstène. Les ions sont accélérés par un champ électrique vers une électrode collectrice ; le courant est proportionnel au nombre d’atomes incidents. En déplaçant le fil transversalement au faisceau, l’intensité peut être mesurée en fonction de la position et de l’intensité du champ magnétique.

Avantages

L’appareil de Stern–Gerlach de PHYWE présente les avantages suivants :

• Conservation du principe de mesure original, tout en utilisant une conception conforme à l’état de la technique.
• Utilisation et manipulation fortement simplifiées.
• Structure clairement agencée.
• Réglage facile.
• Résultats illustratifs, mesurables et calculables.
• Détecteur très sensible.
• Le potassium est particulièrement adapté, car il s’évapore à basse température (< 200 °C) et les dépôts peuvent être éliminés facilement.
• L’expérience est généralement réalisée à 10⁻⁶ mbar, ce qui permet un faisceau nettement plus large et élimine les problèmes d’alignement de l’expérience historique.
• Des brides normalisées permettent d’ouvrir et de fermer l’appareil en plusieurs points pour l’expérimentation ainsi que pour le nettoyage et la maintenance.

Caractéristiques techniques

L’appareil de Stern–Gerlach est utilisé dans l’expérience de Stern–Gerlach (P2511101) et peut être exploité avec la station de pompage à haut vide sur table roulante (Réf. 09059-99).

L’équipement de l’appareil de Stern–Gerlach comprend les éléments suivants avec leurs données techniques :

• Four à faisceau atomique
  • Évaporateur de potassium chauffé électriquement avec dispositif de réglage et thermocouple
  • Matériau du four : acier inoxydable
  • Température du four : env. 170 °C
  • Thermocouple : NiCr–Ni (type J)
• Section transversale du faisceau atomique : 0,5 × 4 mm²
• Détecteur de Langmuir–Taylor
  • Détecteur à fil chauffé électriquement avec collecteur, cylindre de blindage et dispositif de réglage
  • Fil du détecteur de diamètre 0,25 mm, matériau : tungstène
  • Température de fonctionnement : max. 1000 °C
  • Le détecteur est monté pivotant au moyen d’un soufflet métallique et raccordé de manière étanche au vide à l’analyseur
  • Pivotement du détecteur par guidage précis à levier avec réglage micrométrique
• Analyseur magnétique
  • Pôles spécialement formés en fer pur magnétique doux, montés de manière étanche au vide
  • Longueur des pôles : 70 mm
  • Largeur de l’entrefer : 2 mm
• Raccordement à la station de pompage par bride petite DN 40
• Dimensions de l’appareil, hauteur × largeur × profondeur (mm) : 150 × 870 × 165
• Poids : 5200 g