Практикум по решению задач
жүктеу/скачать 1,35 Mb.
|
Атомная физика. Практикум по решению задач.
| Пример 9.2. В опыте Штерна и Герлаха узкий пучок атомов серебра (в нормальном состоянии) проходит через поперечное резко неоднородное магнитное поле и попадает на экран. При каком значении градиента индукции магнитного поля расщепление пучка на экране = 2 мм, если длина магнита а = 10 см, расстояние от магнита до экрана b = 20 см и скорость атомов = 300 м/c?
Решение Атомы серебра в невозбужденном состоянии содержат один валентный электрон в S – состоянии, следовательно, орбитальный момент невозбужденных атомов серебра равен нулю. Таким образом, магнитный момент атомов серебра будет равен спиновому магнитному моменту валентного электрона, а именно: , где s = 1/2; gs = 2. Соответствующая проекция магнитного момента на выделенное направление z будет равна: , где . Пучок атомов серебра с возможной ориентацией спинов, а соответственно магнитного момента. Величина силы, действующей на атом серебра в неоднородном магнитном поле, будет определяться по формуле . Из этой формулы можно найти градиент В, то есть : . Так как по модулю , получим: . Силу Fz найдем из второго закона Ньютона: , где (ускорение в направлении z на протяжении магнита). Из рисунка видно, что , где - расстояние в направлении z вне поля. Учитывая, что , а ; , где – скорость атомов, ta и tb – время движения атомов внутри магнита и вне магнита соответственно, получим: . Подставив полученное выражение в формулу для ускорения с учетом выражений для ta и tb, найдем, что . Соответственно сила , Тогда
Подставив в полученную формулу значения в единицах системы СГС, найдем, что кГс/см. жүктеу/скачать 1,35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|