Aufbau und Inbetriebnahme einer Stern-Gerlach-Apparatur

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Theorie und Geschichte des Stern-Gerlach Versuchs 2
2.1 Historische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2 Kraftwirkung im inhomogenen Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 Klassisches magnetisches Moment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.4 Magnetisches Moment des Bahndrehimpulses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.5 Magnetisches Moment des Elektronenspins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Theoretische Aspekte zu Versuchsaufbau und
-durchführung 8
3.1 Magnetisches Zweidrahtfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2 Teilchenbahn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 Geschwindigkeitsverteilung im Ofen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Idealfall, Methode A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.5 Realer Strahlquerschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.6 Asymptotisches Verhalten für große Felder, Methode B . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4 Aufbau der Stern-Gerlach Apparatur 19
4.1 Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.2 Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.3 Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.4 CASSY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5 Installation der Apparatur 28
6 Durchführung des Versuchs 30
6.1 Heizen des Atomstrahlofens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.2 Einfluss verschiedener Temperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6.3 Messung der Intensitätsverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
I