Суть эксперимента Штерна по определению распределения молекул по скоростям заключается в следующем: 12
- Для проведения опыта Штерном был подготовлен прибор, состоящий из двух цилиндров разного радиуса, ось которых совпадала и на ней располагалась платиновая проволока с нанесённым слоем серебра. 1 В пространстве внутри цилиндров посредством непрерывной откачки воздуха поддерживалось достаточно низкое давление. 1
- При пропускании электрического тока через проволоку достигалась температура плавления серебра, из-за чего атомы начинали испаряться и летели к внутренней поверхности малого цилиндра равномерно и прямолинейно со скоростью, соответствующей подаваемому на концы нити напряжению. 1
- Во внутреннем цилиндре была проделана узкая щель, через которую атомы могли беспрепятственно пролетать далее. 1 Стенки цилиндров специально охлаждались, что способствовало «оседанию» попадающих на них атомов. 1
- В таком состоянии на внутренней поверхности большого цилиндра образовывалась достаточно чёткая узкая полоса серебряного налёта, расположенная прямо напротив щёли малого цилиндра. 1
- Затем всю систему начинали вращать с некой достаточно большой угловой скоростью. 1 При этом полоса налёта смещалась в сторону, противоположную направлению вращения, и теряла чёткость. 1
- Измерив смещение наиболее тёмной части полосы от её положения, когда система покоилась, Штерн определил время полёта, через которое нашёл скорость движения молекул. 1
Найденная таким образом скорость движения атомов серебра совпала со скоростью, рассчитанной по законам молекулярно-кинетической теории, а тот факт, что получившаяся полоска была размытой, свидетельствовал в пользу того, что скорости атомов различны и распределены по закону — закону распределения Максвелла: атомы, двигавшиеся быстрее, смещались относительно полосы, полученной в состоянии покоя, на меньшие расстояния, чем те, которые двигались медленнее. 1