Как работает эффект Штерна при определении скорости молекул?

Эффект Штерна (опыт Штерна) — физический эксперимент, впервые поставленный немецким физиком Отто Штерном в 1920 году. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org В нём измерили скорости теплового движения молекул и подтвердили наличие распределения молекул газов по скоростям. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org

Принцип работы: прибор Штерна состоял из двух цилиндров разного радиуса, закреплённых на одной оси. nsportal.ru Воздух из цилиндров откачали до глубокого вакуума. nsportal.ru Вдоль оси натягивали платиновую нить, покрытую тонким слоем серебра. nsportal.ru При пропускании по нити электрического тока она нагревалась до высокой температуры, и серебро с её поверхности испарялось. nsportal.ru В стенке внутреннего цилиндра была сделана узкая продольная щель, через которую проникали движущиеся атомы металла, осаждаясь на внутренней поверхности внешнего цилиндра, образуя хорошо наблюдаемую полоску. nsportal.ru

Затем цилиндры начинали вращать с постоянной угловой скоростью. nsportal.ru Атомы, прошедшие сквозь прорезь, оседали уже не прямо напротив щели, а смещались на некоторое расстояние, так как за время их полёта внешний цилиндр успевал повернуться на некоторый угол. nsportal.ru

Если бы все атомы двигались с одинаковой скоростью, то при вращении установки полоска на стенке внешнего цилиндра получалась бы точно такой же тонкой, как и в случае, когда установка не вращалась. nsportal.ru Однако при вращении полоска, образованная осевшими на стенку цилиндра атомами, оказывалась размытой, значит, скорости атомов были разными. nsportal.ru

Измерив смещение наиболее тёмной части полосы от её положения, когда система покоилась, Штерн определил время полёта, через которое нашёл скорость движения молекул. ru.ruwiki.ru ru.wikipedia.org