NOMBRE: MANUEL ANDRES SUAREZ SEPULVEDA COD: 1160445

MATERIA: SEMICONDUCTORES PROF: ING. ANDRES EDUARDO PAEZ

Experimento de Stern-Gerlach

Se calienta una sustancia paramagntica en un horno que emite un haz de tomos hidrogenoides elctricamente neutros con la misma velocidadv, que siguen una trayectoria rectilnea hasta que se encuentran en una regin en la que hay un gradiente de campo magntico. Sobre la placa de observacin colocada perpendicularmente al haz observamos dos trazas finas del haz. Estas trazas son simtricas respecto de la direccin incidente, tal como se ve en la figura.

Los resultados del experimento indican que el hecho de que se obtenga dos trazas distintas y simtricas prueba que el momento magntico no puede tomar ms que dos orientaciones con respecto al campo magnticoB. El momento magnticomdel tomo es igual en mdulo al magnetn de BohrmB.

La simulacin que se describe en esta pgina complementala experiencia de Stern-Gerlachy comprueba que el momento magntico medio de los tomos depositados en la placa es inversamente proporcional a la temperatura absoluta (ley de Curie).

Importancia

El experimento de Stern-Gerlach influy fuertemente en el desarrollo posterior de la fsica moderna:

En la dcada siguiente, los cientficos mostraron utilizando tcnicas similares, que los ncleos de algunos tomos tambin han cuantificado el momento angular. Es la interaccin de este momento angular nuclear con el espn del electrn que es responsable de la estructura hiperfina de las lneas espectroscpicas.

En la dcada de 1930, utilizando una versin ampliada del aparato de Stern-Gerlach, Isidor Rabi y sus colegas demostraron que mediante el uso de un campo magntico variable, se puede forzar el impulso magntico para pasar de un estado a otro. La serie de experimentos culminaron en 1937 cuando descubrieron que las transiciones de estado puede ser inducida mediante diferentes campos de hora o campos de radiofrecuencia. La llamada oscilacin Rabi es el mecanismo de trabajo para el equipo de resonancia magntica se encuentran en hospitales.

Norman F. Ramsey modific ms tarde el aparato Rabi para aumentar el tiempo de interaccin con el campo. La sensibilidad extrema debido a la frecuencia de la radiacin hace que este muy til para mantener la hora exacta, y que todava se usa hoy en da en los relojes atmicos.

A principios de los aos sesenta, Ramsey y Daniel Kleppner utilizan un sistema de Stern-Gerlach para producir un haz de hidrgeno polarizada como la fuente de energa para el Maser de hidrgeno, que sigue siendo uno de los relojes atmicos ms populares.

La observacin directa de la vuelta es la evidencia ms directa de la cuantizacin de la mecnica cuntica.

El experimento de Stern-Gerlach ha convertido en un paradigma de la medida cuntica. En particular, se ha supuesto para satisfacer proyeccin von Neumann. De acuerdo con conocimientos ms recientes, sobre la base de una descripcin de la mecnica cuntica de la influencia del campo magntico no homogneo, esto puede ser cierto slo en un sentido aproximado. Proyeccin de Von Neumann puede ser rigurosamente satisfecho solamente si el campo magntico es homogneo. Por lo tanto, la proyeccin de von Neumann es incluso incompatible con un buen funcionamiento del dispositivo de Stern-Gerlach como un instrumento para la medicin de vuelta.