奥托·斯特恩——分子束研究方法的始祖.pdfVIP

　物理与工程 　Vol. 13 　No. 3 　2003 41 物理学史 奥托·斯特恩 ———分子束研究方法的始祖 杨庆余 (徐州师范大学物理系 ,江苏 徐州 　221009) ( 收稿日期 : 摘　要 　德国出生的著名实验理论家斯特恩 ,早期主要从事统计力学和量子理论方面 的工作 ,后来转到了分子束方法研究 ,他和他的学生们完成了气体动力理论的 基本假设、空间量子化、多原子的磁矩、质子的磁矩等众多实验测量 ,取得了丰 硕成果 ;1943 年 ,他由于在发展分子束方法上所作的贡献和发现了质子的磁 矩而获得诺贝尔物理学奖. 本文主要阐述了斯特恩科学研究的特点和风格 ,为 我们的科研工作提供有益的启示. 关键词 　斯特恩 ;分子束方法 ;斯特恩 —盖拉赫实验 ;空间量子化 ;质子磁矩 　　斯特恩是德国少有的既有财富又有声望 (Breslau) , 并在约翰内斯预科学校完成了初 的实验理论家 ,年轻时曾到布拉格和苏黎世 等和中等教育 ; 斯特恩的父母乐于满足孩子 追随爱因斯坦 ;早期工作主要在统计力学和 们的求知欲而无需担心职业问题. 在大学学 量子理论方面 ,后来的兴趣转到了分子束方 习期间 ,他对若干科学领域进行了探索后才 法 ,他以创造性的设计证明了这一方法是研 决定了主攻方向 ,这种学习途径与第一次世 究分子、原子和原子核特性的强有力手段. 界大战前德国的学院式传统一致 ; 那时有钱 ( ) 的年青人可以从一个大学转到另一个大学 , 1922 年 ,他和盖拉赫 W. Gerlach 合作成功 的斯特恩 —盖拉赫实验 ,无可辩驳地证明了 听各种学科的讲学 ,而不过问规定课程的安 空间量子化的真实性 ,并为“电子自旋”概念 排以及完成升级要求所需的时间. 1906 年 ,斯 ( ) 的提出提供了实验基础 ,他以惊人的预见能 特恩从预科学校毕业后 ,在弗赖堡 Freiburg ( ) 力 ,实现了他策划的所有可行而重要的实验 ; 大学的布里斯库 Breisgau 、慕尼黑和布雷斯 直到现在分子束研究几乎仍是一件“家事”, 劳各地分校继续学习 ; 他听了当时最著名的 ( ) 每一位从事分子束研究的人都可以将他的 讲师索末菲 Arnold Sommerfeld 的理论物理 ( ) “家谱”追溯到斯特恩,他被誉为伟大的分子 课 , 以及奥托·陆末 Otto Lummer 和恩斯特· (