Аппарат Штерна-Герлаха

Функции и применение

Эксперимент Штерна–Герлаха показывает, что пространственная ориентация углового момента квантована. Прошло более 100 лет с тех пор, как этот эксперимент был впервые проведён Штерном и Герлахом. Современные технические возможности позволяют выполнять данный эксперимент с использованием установки, которая является одновременно компактной и простой в эксплуатации.

Детектор Лэнгмюра–Тейлора состоит из накалённой вольфрамовой проволоки (примерно 800 °C), которая ионизирует падающие на неё атомы калия, поскольку их энергия ионизации меньше работы выхода вольфрама. Ионы ускоряются электрическим полем в направлении собирающего электрода; измеряемый ток пропорционален числу падающих атомов. Перемещая проволоку поперёк пучка, можно измерять интенсивность в зависимости от положения и величины магнитного поля.

Оборудование и технические данные:

Аппаратура Штерна–Герлаха фирмы PHYWE обладает следующими преимуществами:

• Сохранение исходного принципа измерения при реализации, соответствующей современному уровню техники.
• Значительно упрощённые эксплуатация и обслуживание.
• Наглядная и логично организованная конструкция.
• Простая юстировка.
• Наглядные результаты, поддающиеся измерению и расчёту.
• Высокочувствительный детектор.
• Калий особенно подходит для эксперимента, поскольку он испаряется при низких температурах (< 200 °C), а образующиеся отложения легко удаляются.
• Эксперимент обычно проводится при давлении 10⁻⁶ мбар, что обеспечивает значительно более широкий атомный пучок и устраняет проблемы юстировки, характерные для исторического эксперимента.
• Стандартизированные фланцы позволяют открывать и закрывать установку в нескольких местах для проведения экспериментов, а также для очистки и технического обслуживания.

Рекомендуемые принадлежности:

Аппаратура Штерна–Герлаха используется в опыте Штерна–Герлаха (P2511101) и может эксплуатироваться совместно с установкой высоковакуумной откачки на передвижном столе (09059-99).

Комплектация аппаратуры Штерна–Герлаха включает следующие устройства с их техническими характеристиками:

• Атомный лучевой печь
  • Электрически нагреваемый испаритель калия с устройством юстировки и термоэлементом
  • Материал печи: нержавеющая сталь
  • Температура печи: ок. 170 °C
  • Термоэлемент: NiCr–Ni (тип J)
• Поперечное сечение атомного пучка: 0,5 × 4 мм²
• Детектор Лэнгмюра–Тейлора
  • Электрически нагреваемый проволочный детектор с коллектором, экранирующим цилиндром и устройством юстировки
  • Диаметр детекторной проволоки: 0,25 мм, материал: вольфрам
  • Рабочая температура: макс. 1000 °C
  • Детектор установлен поворотно с помощью металлического сильфона и герметично по вакууму фланцован к анализатору
• Поворот детектора осуществляется с помощью прецизионного рычажного механизма с микрометрической регулировкой
• Магнитный анализатор
  • Специально сформированные полюсные наконечники из магнитомягкого чистого железа, установленные вакуумно-герметично
  • Длина полюсных наконечников: 70 мм
  • Ширина зазора между полюсами: 2 мм
• Подключение к вакуумной насосной установке через малый фланец DIN номинального диаметра 40 мм
• Габариты установки (высота × ширина × глубина), мм: 150 × 870 × 165
• Масса: 5200 г