Stern-Gerlach-Versuch

Und außerdem:Was ist Spin, Richtungsquantelung

und Bahndrehimpuls

Otto Stern und Walther Gerlach

1922 gelang ihnen der Nachweis von der Richtungsquantelung

des Bahndrehimpulses von Atomen anhand des Spins des Valenzelektrons

im Silberatom.

Bohr-Sommerfeldsche-Atommodell

Schon 1916 wurde von ihnen die Richtungsquantelung vorausgesagt

Was ist Richtungsquantelung

Bezeichnet in der Quantenphysik den Umstand, dass Winkel die von Drehimpuls und

Betrachtungsachse immer bestimmte Werte haben.

Was ist der Bahndrehimpuls?

n=1,2,3,…l=s,p,d,f,g (0,1,2,3,4)m= -l,…,+l z-Komponente des magnetischen Moments S=±1/2ђ

Spin

• Der Spin ist ein „eigener“ Bahndrehimpuls des Elektrons

• Besitzt AUCH ein magnetisches Moment, hat aber mit der Quantenzahl m nichts zu tun

• 2 diskrete Werte

Gesamtdrehimpuls

Ist die Summe aus allen Bahndrehimpulsen der Elektronen in den Orbitalen und der Spins.

Wirkt wie ein magnetisches Moment

Warum Silber?

Besitzt genau ein Valenzelektron im s-OrbitalDas Elektron im s-Orbital erzeugt aufgrund seiner Kugelsymmetrie keinen Drehimpuls

Elektronenkonfig: [Kr] 4d105s1

[Kr] 4d105s1

???

Man sieht anhand der Besetzungsregeln, dass Silber nicht der Klechkovski-Regel folgt.Diese Ausnahme teilt es mit Chrom Kupfer und einigen anderen Metallen.

Klassische Erwartung

• Drehimpulse können beliebige Raumrichtungen annehmen

• Unterschiedlichez-Komponentender Dipole würden verschiedenstark abgelenktwerden

Schematischer Aufbau

Teilchenstrahl wird durch inhomogenes Magnetfeld geschickt.Der Strahl wird GETEILT und nicht verschmiert.

Summa Sumarum

• Der Versuch zeigte zum ersten Mal, dass es bei dem Spin eines Elektrons nicht um ein rein mathematisches Modell handelt.

• Die wichtigste Erkenntnis daraus ist, dass Elektronen einen eigenen Drehimpuls besitzen und dieser quantisiert ist.

• Findet Anwendung in der Chemie, Biologie und Medizin zur Gewebeanalyse. (MRT)