Презентация на тему «отто штерн. опыт штерна»

биография

Стерн изучал физическую химию в Университете Бреслау с 1906 по 1912 год, когда он получил докторскую степень и когда он уехал в Прагу, чтобы присоединиться к Альберту Эйнштейну в университете. Он последовал за Эйнштейном, когда тот ушел в следующем году (1913), чтобы занять кафедру физики в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе . В 1914 году он продолжил свои исследования во Франкфурте, а в 1915 году получил степень доктора физической химии. В 1921 году Стерн получил должность адъюнкт-профессора экспериментальной физики в Университете Ростока, а в 1923 году стал профессором и директором нового «  Institut für Physikalische Chemie  » в Гамбургском университете .

Из — за еврейское происхождение, он оставил свой пост в Гамбурге в 1933 году и стал профессором физики в Технологическом институте Карнеги в Питтсбурге . Он вышел на пенсию в 1945 году и, обосновавшись в Калифорнии, получил звание почетного профессора Калифорнийского университета в Беркли .

Копилка

• Как на крыльях бабочек создается защитное изображение змеи

  Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся…

• Если octo на латыни «восемь», то почему октава содержит семь нот?

  Октавой называется интервал между двумя ближайшими одноименными звуками: до и до, ре и ре и т. д. С точки зрения физики «родство» этих…

• Почему важных особ называют августейшими?

  В 27 году до н. э. римский император Октавиан получил титул Август, что на латыни означает «священный» (в честь этого же деятеля, кстати,…

• Чем пишут в космосе

  Известная шутка гласит: «NASA потратило несколько миллионов долларов, чтобы разработать специальную ручку, способную писать в космосе….

• Почему основа жизни — углерод?

  Известно порядка 10 миллионов органических (то есть основанных на углероде) и лишь около 100 тысяч неорганических молекул. Вдобавок…

• Почему кварцевые лампы синие?

  В отличие от обычного стекла, кварцевое пропускает ультрафиолет. В кварцевых лампах источником ультрафиолета служит газовый разряд в парах ртути. Он…

• Почему дождь иногда льет, а иногда моросит?

  При большом перепаде температур внутри облака возникают мощные восходящие потоки. Благодаря им капли могут долго держаться в воздухе и…

Послевоенная жизнь

После окончания войны Отто Кречмер вернулся на родные берега. В 1956 году были образованы Бундесмарине. Отто Кречмер поступил туда на службу, ему было сохранено звание фрегаттен-капитана. В 1958 году знаменитый подводник-ас возглавил вновь созданные амфибийные силы бундесмарине и находился в этой должности до своего выхода в отставку в 1970 году в звании флотиллен-адмирала.

Умер Отто Кречмер в 86 лет из-за несчастного случая — во время прогулки на теплоходе он поскользнулся на сходнях и сильно ударился головой. Его немедленно госпитализировали, но он скончался от полученной травмы 3 августа 1998 года.

Материал подготовлен волонтёрской редакцией WoWs

Принять участие в морских сражениях можете и вы! Регистрируйтесь и получите приветственные подарки: https://krbli.ru/3v2h7WK

Другие интересные материалы:

• «Королева пиратов», успешная правительница, знаковая фигура в истории ислама… Саида аль-Хурра
• Неудачная попытка французов создать «охотник за крейсерами». Проект ЛК 1927-1928 годов
• Кислая капуста, сбитень и забота о нуждах матросов. Чем еще отличался русский парусный флот от европейского?

Опыты Штерна и Герлаха

С 1920 г. разрабатывается важный метод молекулярных и атомных пучков, получивший широкое распространение в атомной физике.

В июньском выпуске журнала «Zeitschrift fur Physik» за 1920 г. появилось предварительное сообщение сотрудника института теоретической физики в Франкфурте-на-Майне Отто Штерна под названием «Непосредственное измерение молекулярной тепловой скорости», в котором описывался новый метод прямого измерения скоростей молекул. По оси цилиндра была протянута серебряная проволочка, накаливаемая током и испарявшая атомы серебра. Узкая щель выделяла пучок атомов, оседающих на поверхности внешнего цилиндра. При вращении цилиндра отложенная атомами полоска смещалась, и по величине смещения, расстоянию от щели до внешнего цилиндра и угловой скорости вращения можно было измерить величину тепловой скорости.

Метод Штерна был применен Максом Борном и Елизабет Борман для измерения длины свободного пробега, а в 1921 г. Штерн начал опыты по пропусканию молекулярного пучка через неоднородное магнитное поле. Опыты эти затем продолжались им совместно с Вальтером Герлахом.

Пусть поле Н неоднородно в направлении своих силовых линий. Тогда сила, действующая на атом, обладающий магнитным моментом М, будет

Под действием этой силы атом получает ускорение

где m — масса атома. Атомы, влетающие в поле перпендикулярно силовым линиям со скоростью υ, отклоняются на величину

где l — длина ребра заостренного-полюса магнита, создающего неоднородность. Схема опыта Штерна-Герлаха была такова: небольшая печь выпускала через отверстие серебряный пар. Диафрагмами выделялся пучок атомов серебра, который проходил на протяжении l через неоднородное магнитное поле и осаждался на приемной пластинке. Оказалось, что в поле пучок расщеплялся на два, отклоняющихся в противоположных направлениях. Это расщепление будет тем более резким, чем больше неоднородность поля. Это расщепление становится понятным, если принять, что для одной части пучка магнитные моменты атомов совпадают с направлением поля, для другой части ему противоположны. Зоммерфельд назвал такое расщепление квантованием направлений. При этом момент отдельного атома оказался равным магнетону Бора — 9,2*10-21. Результат опытов Штерна-Герлаха противоречит классической теории, согласно которой атомы в магнитном поле совершают прецессирующее движение Лармора. При таком движении угол (, ), образованный направлением магнитного момента и поля, не меняется. Пучок таких прецессирующих атомов в неоднородном магнитном поле будет не расщепляться, а расширяться. Таким образом, опыт Штерна и Герлаха, продемонстрировавший квантование направлений и давший количественное значение магнетона Бора, решил однозначно вопрос в пользу квантовой теории атомного магнетизма.

Факт расщепления атомного пучка на два энергетически различных между собой состояния (антипараллельное состояние энергетически менее выгодно, чем параллельное) труднообъясним, если учесть, что всякое возмущение, например тепловое соударение, неизбежно должно разрушать антипараллельное состояние. Но такого разрушения не обнаружено. «Отсюда следует заключить,- писал Герлах,- что неизвестный (впрочем, также пока непонятный) механизм ориентации работает так быстро, что тепловые соударения в компактном веществе не оказывают никакого влияния на среднюю по времени ориентацию атомов, ионов или молекул».

Вместе с тем специального объяснения требовал тот факт, что из трех возможных значений cos(, ), которые по теории Зоммерфельда получаются при k = 1, а именно cos(, ) = ±1 или 0, последнего значения опыты Штерна-Герлаха не дают. Но все возникшие в связи с опытом Штерна-Герлаха вопросы были сняты введением спина электронов (Юленбек и Гаудсмит, 1925).

биография

Мемориальная доска на стене того, что сейчас является физическим институтом Гамбургского университета, в память о пребывании Стерна в должности

Штерн родился в еврейской семье в Sohrau (ныне Жоры ) в провинции Силезии, в Германской империи «ю.ш. Королевства Пруссии . Его отцом был Оскар Штерн (1850-1919), владелец мельницы, который с 1892 года жил в Бреслау (ныне Вроцлав ). Его мать Евгения, урожденная Розенталь (1863-1907), была из Равича (ныне Равич ) в прусской провинции Позен . У Отто Стерна был брат Курт, который стал известным ботаником во Франкфурте, и три сестры. Учился во Фрайбурге-им-Брайсгау, Мюнхене и Бреслау.

Стерн завершил учебу в Университете Бреслау в 1912 году, защитив докторскую диссертацию по физической химии под руководством Отто Сакура по кинетической теории осмотического давления в концентрированных растворах. Затем он последовал за Альбертом Эйнштейном в Карлов университет в Праге, а в 1913 году — в ETH Zurich . Штерн служил во время Первой мировой войны, выполняя метеорологические работы на русском фронте, продолжая учебу, и в 1915 году получил степень доктора философии во Франкфуртском университете . В 1921 году он стал профессором Ростокского университета, который покинул в 1923 году, чтобы стать директором недавно основанного Institut für Physikalische Chemie при Гамбургском университете .

После ухода со своего поста в Гамбургском университете в 1933 году из-за нацистов » Machtergreifung (захват власти), он нашел убежище в городе Питсбург становится профессором физики в Технологическом институте Карнеги . В 1930-е годы он был приглашенным профессором Калифорнийского университета в Беркли .

Как физик-экспериментатор Штерн внес вклад в открытие спинового квантования в эксперименте Штерна-Герлаха с Вальтером Герлахом в феврале 1922 года в Physikalischer Verein во Франкфурте-на-Майне ; демонстрация волновой природы атомов и молекул ; измерение атомных магнитных моментов ; Открытие протона «S магнитного момента ; и разработка метода молекулярного пучка, который используется для метода молекулярно-пучковой эпитаксии .

Ему была присуждена Нобелевская премия по физике 1943 года, первая с 1939 года. Она была присуждена только Штерну «за его вклад в развитие метода молекулярных лучей и открытие магнитного момента протона» (не для эксперимента Штерна – Герлаха). Фактически премия 1943 года была присуждена в 1944 году.

После того, как Стерн ушел из Технологического института Карнеги, он переехал в Беркли, штат Калифорния . Он был постоянным посетителем коллоквиума по физике в Калифорнийском университете в Беркли. Он умер от сердечного приступа в Беркли 17 августа 1969 года.

Stern-Герлах-Medaille из Deutsche Gesellschaft Physikalische награжден за выдающиеся достижения в области экспериментальной физики назван в его честь и Герлаха.

Его племянница была кристаллографом Лизелотт Темплтон .

СМИ ПОН

Подлинная история советского «ограбления века». Дело братьев Калачян

В 1977 году в Армении произошло крупнейшее в истории СССР ограбление Госбанка.

Об ограблении денежных хранилищ Госбанка не думали даже матёрые уголовники. И тем не менее в 1977 году случилось немыслимое — злоумышленники покусились на святая святых советской финансовой системы.

Операция «Архив». Как Советский Союз окончательно избавился от Гитлера

На рубеже 1980–1990-х годов, когда в Восточной Европе произошло обрушение просоветских режимов, а Западная Германия поглотила Восточную, произошло резкое усиление позиций неонацистов.

На фоне ниспровержения социализма крайне правые силы пытались добиться хотя бы частичной реабилитации нацизма.

Непобедимая страна. 15 интересных фактов о Советском Союзе

30 декабря 1922 года на Первом Всесоюзном съезде Советов было утверждено образование Союза Советских Социалистических республик. Советский Союз занимал территорию площадью 22 400 000 квадратных километров, являясь самой большой страной на планете, имел самую протяжённую границу в мире (свыше 60 000 километров) и граничил с 14 государствами.

Великая душа. Жизнь и принципы Махатмы Ганди

Мохандас Карамчанд Ганди родился 2 октября 1869 года в индийском городе Порбандар в состоятельной семье из варны вайшьев. Маленький Мохандас, или Мохан, меньше всего напоминал философа, мыслителя и политика, идеи которого перевернут мир.

Продукт гуманизма. Как сердобольный дантист придумал «электрический стул»

6 августа 1890 года человечество вписало новую страницу в свою историю. Научно-технический прогресс добрался и до такого специфического рода деятельности, как исполнение смертных приговоров. В Соединённых Штатах Америки была проведена первая смертная казнь на «электрическом стуле».

Придуманный из гуманных соображений «электрический стул» оказался одним из самых жестоких способов смертной казни.

Служба на U-99

Заслуги Кречмера были оценены по достоинству командованием Кригсмарине и лично контр-адмиралом Деницем. 18 апреля 1940 года на воду была спущена субмарина U-99 (типа «VIIB»), командиром которой Отто Кречмер стал за 16 дней до этого.

Под командованием Кречмера U-99 совершила 8 боевых походов, причем с каждого из них субмарина возвращалась со значительным «уловом». Каждый раз экипаж U-99 записывал на свой счёт несколько потопленных или повреждённых судов. За свой первый поход, который состоялся в июле 1940 года, Кречмер потопил 11 судов и был награждён Рыцарским крестом Железного креста.

Еще одной яркой страницей его #биографии была октябрьская охота на атлантические конвои SC7 и HX79, получившая название «Ночь длинных ножей». Сформированная «волчья стая» за три дня смогла потопить 32 торговых судна из состава конвоев суммарным тоннажем 150000 брт, причем U-99 записала на свой счёт 7 судов.

3 ноября 1940 года U-99 атаковала британский транспорт «Касанаре». Первая же торпеда взорвалась в центре корпуса, вызвав пожар. Гибнущий транспорт посылал сигналы SOS, которые перехватили немецкие подводники, решившие дождаться тех, кто придёт на помощь. «Спасателями» оказались два британских вспомогательных крейсера «Лаурентик» и «Патроклус», прибывшие с интервалом в полтора часа. Под прикрытием темноты U-99 расстреляла в крейсеры почти все торпеды, и «Патроклус» пришлось добивать из 88-мм орудия. За эту атаку Кречмер получил очередную награду — дубовые листья к Рыцарскому кресту.

2 декабря 1940 года Отто Кречмер записал на свой счёт четвёртый военный корабль — вспомогательный крейсер «Форфар», который шёл возле побережья Ирландии, чтобы присоединиться к конвою OB-251. Кречмер приказал атаковать крейсер, но после первого же залпа акустик доложил о шумах, предположительно эсминцев, поэтому капитан решил выпустить в корабль все торпеды из носовых аппаратов, и спешно погрузился.

В последний поход на U-99 Отто Кречмер вышел 22 февраля 1941 года из Лориана и взял курс к Северному каналу. К атаке на конвой OB-290 субмарина не успела и до 6 марта находилась в поиске. Получив информацию об обнаружении конвоя OB-293, Кречмер направил свою подлодку в заданный квадрат и 7 марта добил китобойное судно «Терье Викен» и танкер «Этельбич», которые ранее повредили U-47 и U-70.

16 марта Кречмер получил приказ от Деница атаковать конвой HX-112, который был обнаружен ночью 15 марта. U-99 расстреляла весь свой боезапас и отправила на дно ещё пять транспортов: два танкера — «Бедуин» и «Ферм», а также три сухогруза — «Корсхамн», «Венетиа» и «Дж. Б. Уайт». Ещё один танкер, «Франш Компт», получил тяжёлые повреждения, но остался на плаву. В общей сложности в этом походе U-99 Кречмера потопила 7 транспортных кораблей суммарным тоннажем 61711 брт.

Биография

Отто Вильгельм Август Кречмер родился 1 мая 1912 года в семье простого учителя в Силезии. После окончания школы Кречмер выбрал карьеру военного переводчика и отправился на учёбу в Великобританию, в Эксетерский университет на кафедру английской лингвистики.

Уже во время учёбы в Британии Кречмер задумывался о службе во флоте Веймарской республики. В апреле 1930 года он прошёл отбор на кадетские курсы в Данхольме и отправился в один из учебных лагерей на Штральзунде. После трехмесячного курса будущий подводник-ас ушёл в четырехмесячный обязательный поход на учебном барке «Ниоба». В октябре 1930 года Кречмер получил звание морского кадета (Seekadett) и был направлен на «Эмден», где находился с 10 октября 1930 года по 4 января 1932 года, после чего был повышен до фенриха цур зее (Fähnrich zur See). И только после этого он снова продолжил обучение в Штральзунде и военно-морской академии в Мюрвике.

2 октября 1933 года Кречмера перевели на «Дойчланд» в качестве артиллерийского офицера, где он прослужил, с перерывом на #курсы по ПВО, до 19 марта 1934 года. Далее он оказался на лёгком крейсере «Кёльн». 1 апреля 1934 года Кречмер был произведён в обер-фенрихи цур зее (Oberfähnrich zur See) во время очередного курса подготовки торпедистов в Мюрвике. Следующее его звание, лейтенант цур зее, получено 1 октября 1934 года.

Служба в довоенное время

На «Кёльне» Кречмер прослужил до сентября 1935 года. Потом был назначен на штабную работу в Вильгельмсхафен, откуда в январе 1936 года подал рапорт о переводе в возрождаемые подводные силы Кригсмарине. Его рапорт был удовлетворён, и Кречмер получил должность вахтенного офицера на подводной лодке U-35, где служил под командованием капитан-лейтенанта Клауса Эверта, а с 1937 года — корветтен-капитана Ганса-Рудольфа Рёзинга, одного из создателей подводного флота Германии.

Именно под командованием Рёзинга молодой обер-лейтенант отправился в свой первый боевой поход — по тайному соглашению с генералом Франко германские субмарины U-28 и U-35 выдвинулись к Понта-Делгадо для прикрытия франкистского конвоя, следовавшего из Сеуты.

Во время гражданской #войны в Испании U-35, где служил Кречмер, совершила ещё несколько боевых походов к Сеуте, Марокко и Гибралтару. Командовал субмариной корветтен-капитан Михахеллес, но в июле 1937 года он трагически погиб в автомобильной катастрофе, и Кречмер стал временно исполняющим обязанности командира субмарины на две недели.

1 октября Отто Кречмер получил подлодку U-23 (тип «IIB») под свое командование и звание капитан-лейтенанта. До начала войны он регулярно выходил в учебные походы, тренируя свой экипаж. По слухам, именно в это время Кречмер и получил своё прозвище «Молчаливый Отто».

Гений эксперимента

В биографии нобелевского лауреата по физике (1943 г.) Отто Штерна (1888-1969) есть период, когда он успешно занимался теоретическими разработками проблем термодинамики на основе постулатов квантовой механики. Руководителем его научной работы одно время был Альберт Эйнштейн. Подлинное уважение со стороны научной общественности ему принесла деятельность физика-экспериментатора. Он разработал уникальные приборы, опытным путём подтверждавшие и развивавшие теоретические выкладки.

Кроме классического эксперимента по измерению скорости теплового движения частиц, известен опыт Штерна-Герлаха, в результате которого было доказано существование спина — момента импульса атомного ядра или атома. Этот эксперимент, проведенный в 1922 году совместно с Вальтером Герлахом (1889-1979), стал важнейшим доказательством основных постулатов квантовой теории.

Описание прибора

Эксперимент 1920 года, результатом которого стало доказательство распределения скоростей теплового движения молекул, был осуществлен с помощью технически несложной установки. Основой прибора послужили два коаксиальных (соосных) цилиндра разного диаметра, внутри которых путём откачки воздуха была создана область низкого давления. На общей оси расположена проволока из платины с тонким серебряным напылением. При подключении к концам проводника электрического тока происходит нагревание проволоки до температуры, превышающей точку плавления серебра. Возникает испарение атомов металла, которые начинают прямолинейное равномерное движение к внутренней поверхности маленького цилиндра.

В малом цилиндре прорезается узкая щель, сквозь которую атомы металла проникают внутрь большого. Внешний, наружный цилиндр имеет комнатную температуру, что обеспечивает быстрое охлаждение разогретых металлических частиц. Если цилиндры не вращаются, атомы «прилипают» к экрану и оседают напротив прорези в виде ровной посеребренной полоски. Опыт Штерна заключался в следующем: когда оба цилиндра начинали вращать с определенной угловой скоростью, образовывалась размытая полоска налета, смещенная в ту сторону, которая противоположна направлению вращения.

Плен

Корабли охранения попытались обнаружить субмарины и атаковать их. Когда U-99 начала срочное погружение, то шум её винтов запеленговали на эсминце «Уолкер». Капитан эсминца приказал дать залп глубинными бомбами, которые разорвались точно над U-99. От близких взрывов субмарина сначала начала бесконтрольно погружаться, но вскоре погружение удалось остановить, и Кречмер приказал всплывать, чтобы попытаться уйти в надводном положении под покровом темноты. Но после всплытия он обнаружил, что шансов уйти нет — повреждения были слишком серьёзные, а в многочисленные пробоины поступала вода. Поэтому Кречмер приказал отбить сообщение о том, что U-99 погибла, после чего экипаж надел спасательные жилеты и покинул лодку, которая примерно в 4:00 затонула.

Выжившие моряки вместе с Кречмером были подобраны спасательными командами с британских эсминцев «Уолкер» и «Вэнок». Кречмера вместе с остальными членами экипажа доставили на берег. После допроса в тюрьме Лондона он в 1942 году оказался в лагере Боуменвиль, где содержался до конца войны. Пленение Кречмера и гибель ещё двух знаменитых командиров, Гюнтера Прина и Йоахима Шепке, стало серьезным психологическим ударом для немецких подводников.

По подсчетам Деница, вместе с потопленными в последнем походе кораблями на счету Кречмера было более 300 000 брт. Поэтому в целях поднятия боевого духа экипажей субмарин по личному приказу Гитлера 26 декабря 1941 года Отто Кречмер был награжден Рыцарским крестом с дубовыми листьями и мечами. Примечательно, что награда корветтен-капитану была вручена лично комендантом лагеря в Гриздейле — её передали в Британию по дипломатическим каналам.