Stern-Gerlach-kísérlet másolata
Feladatod a Stern-Gerlach-kísérlet megismerése és értelmezése.
Elméleti ismeretek a tananyag végén találhatóak.
1. feladat
Figyeld meg a bejelentkező képernyőt! Írd le a kísérleti berendezést!
2. feladat
Indítsd el az animációt a 
gombbal, majd válaszolj a következő kérdésekre!
gombbal, majd válaszolj a következő kérdésekre!
2.1. feladat
Mi történik?
2.2. feladat
Hogyan állítanak elő ezüstatomokat?
2.3. feladat
Miért csak a hűtött lemez irányába (és nem mindenfelé) mozognak az ezüstatomok?
2.4. feladat
Figyeld meg a Mágneses mező inhomogenitása csúszka alapbeállását!
2.5. feladat
Állítsd át a csúszkát és figyeld meg, mi történik!
2.6. feladat
Milyen helyzetű a két atomnyaláb egymáshoz képest?
2.7. feladat
Mit tapasztalsz, ha növeled a mágnes inhomogenitását?
3. feladat
Értelmezd a kísérletet a következő kérdések segítségével!
3.1. feladat
Vizsgáld meg az ezüstatom elektronszerkezetét! Mit mondhatunk ez alapján a mágneses nyomatékokról?
3.2. feladat
Mit tapasztaltál, inhomogén mágneses mező esetén éri-e az ezüstatomokat eltérítő erőhatás? Hogy lehetséges ez?
3.3. feladat
Mivel magyarázható, hogy az ezüstatomok két nyalábra szakadva haladnak át az inhomogén mágneses mezőn?
4. feladat
Végezd el a kísérletet ezüstatom helyett hidrogénatommal! (Válaszd a megfelelő
jelölőnégyzetet!)
4.1. feladat
Mit tapasztalsz?
4.2. feladat
Mit tapasztalsz, ha elektronnyalábbal végzed el a kísérletet? (Válaszd a megfelelő jelölőnégyzetet!)
4.3. feladat
Mi lehet mindkét esetben az eltérések oka?
4.4. feladat
Mit bizonyít a kísérlet mindhárom részecske esetén?
Előismeret
Mi történik, ha egy mágneses dipólus áthalad egy mágneses mezőn?
A mágneses tér az elemi mágneseket (dipólusokat) igyekszik beforgatni a tér irányába, mivel az elemi mágnesek pólusait a mágneses tér ellentétes pólusai vonzzák.
Ha a mágneses tér homogén, akkor a dipól két végére ható erő kiegyenlíti egymást. Így a dipól egy egyenes mentén halad végig a térben, röppályája nem módosul.
Ha a tér inhomogén, akkor arra a pólusra, amely az erősebb mágneses térbe „merül”, nagyobb erő hat. A dipól két végére ható erő ekkor nem egyenlíti ki egymást, az eredő erő eltéríti a dipól röppályáját az eredeti iránytól.
A mágneses dipólusra ható eredő erő nagysága: ,
ahol x jelöli a mágneses inhomogenitás irányát, az inhomogenitás mértéke, a dipólus mágneses momentuma, α pedig a dipólusmágneses momentumának a térbeli beállását jellemzi.
A mágneses tér az elemi mágneseket (dipólusokat) igyekszik beforgatni a tér irányába, mivel az elemi mágnesek pólusait a mágneses tér ellentétes pólusai vonzzák.
Ha a mágneses tér homogén, akkor a dipól két végére ható erő kiegyenlíti egymást. Így a dipól egy egyenes mentén halad végig a térben, röppályája nem módosul.
Ha a tér inhomogén, akkor arra a pólusra, amely az erősebb mágneses térbe „merül”, nagyobb erő hat. A dipól két végére ható erő ekkor nem egyenlíti ki egymást, az eredő erő eltéríti a dipól röppályáját az eredeti iránytól.
A mágneses dipólusra ható eredő erő nagysága: ,
ahol x jelöli a mágneses inhomogenitás irányát, az inhomogenitás mértéke, a dipólus mágneses momentuma, α pedig a dipólusmágneses momentumának a térbeli beállását jellemzi.