德國物理學家，斯特恩（ottostern，1888——1969），以

1、德國物理學家，施特恩（Otto Stern，1888——1969），以表彰他在發(fā)展分子束方法上所作的貢獻和發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的磁矩。,1943年諾貝爾物理學獎得主,學習歷程,O.施特恩1888年生于德國的索勞（今波蘭的佐里），他是富裕的糧商O.施特恩和E.施特恩夫婦5個孩子中的最長者。在確定自己的專業(yè)之前，他探索過好幾個領(lǐng)域。例如，他聽過索末菲的理論物理課程，也聽過拉梅爾（O.Lummer）和普林格希姆（E.Pringsheim）的實驗物理課

2、程。玻爾茲曼、克勞修斯和能斯托關(guān)于熱力學的著作似乎對施特恩產(chǎn)生了影響，使他在布雷斯勞大學專門搞起物理化學來了。1906年開始學習物理化學，1912年在布雷斯勞大學獲博士學位。,初出茅廬,施特恩后來說他自己是個“做實驗的理論家”。從1912～1919年，他的科學活動主要是做理論工作，而從1919～1945年則主要是做實驗工作。就理論這一方面，他受到了愛因斯坦的影響。在布拉格，施特恩做了愛因斯坦的博士后助手，1913年他又隨愛因斯坦到了蘇黎

3、世。在這里，他又受到了愛侖菲斯特和勞厄的影響，并略受玻恩的影響。服役歸來后，1919年他在法蘭克福開始與玻恩一起工作。在這段時間內(nèi)，施特恩發(fā)表了幾篇關(guān)于統(tǒng)計力學問題的論文。,施特恩后來興趣轉(zhuǎn)到分子束方法。1921年他剛剛完成用銀原子束檢驗麥克斯韋分子速度分布的實驗，發(fā)現(xiàn)分子束方法是一種認識自由粒子性質(zhì)的有效手段，于是就打算用銀原子束通過非均勻磁場，從原子束的偏轉(zhuǎn)找尋空間量子化的證據(jù)?？臻g量子化的概念是索末菲1916年為了描述氫原子在外

4、磁場和外電場作用下的行為而引入量子理論的?？臻g量子化可以滿意地描述斯塔克效應(yīng)和正常塞曼效應(yīng)，然而一直沒有人能夠以實驗演示空間量子化的的存在。,明確目標,在這以前索末菲已經(jīng)預言，對于某些原子，例如氫原子、堿金屬原子或者銀原子，應(yīng)該有磁矩，并且若將它們置于磁場中，這些原子的磁矩只能有兩種取向：其軸和磁矩與磁場平行或反平行。施特恩認識到，分子束實驗?zāi)軌蛟诮?jīng)典理論和量子理論之間作出明確的選擇：如果經(jīng)典理論是正確的，那么一細束銀原子在通過一非均勻

5、磁場時，只應(yīng)該變寬；但如果空間量子化理論正確的話，那么原子束就將分裂為互相分離的兩束。,擺在施特恩面前的是難以克服的實驗難題。正好這時實驗物理學家蓋拉赫來到了法蘭克福。蓋拉赫正打算用分子束方法檢驗鉍原子的磁性。兩人見面，施特恩向蓋拉赫宣傳用非均勻磁場分析原子磁矩的可能性與驗證空間量子化的意義，極力勸說蓋拉赫和自己合作，終于取得了蓋拉赫的信任，由此開始了他們之間的多年合作。,不可多得的合作者,實驗的困難主要來自真空系統(tǒng)，因為原子束實驗對真

6、空的要求相當特殊，為了獲得自由飛行的原子束，要在真空中加熱，并保持高度真空，這本身就是相互矛盾的；再有，原子束裝置的一頭是高溫，另一頭卻要進行冷卻，以便讓原子束凝聚在接收板上。這樣一來，用于真空系統(tǒng)的玻璃器皿極易炸裂。一旦炸裂，則前功盡棄。所幸蓋拉赫以高度負責的精神投入實驗工作，實驗人員日夜守候在真空系統(tǒng)前，每次取樣，一般要經(jīng)過4～8 h的濺射。才能有足夠的銀原子積沉。 經(jīng)過許多嘗試和改進，他們?nèi)〉昧丝臻g量子化存在的確鑿證

7、據(jù)。他們發(fā)表了5篇論文論述了這一工作，這使施特恩在全球聲譽鵲起。,艱難的嘗試,1921年，施特恩被任命為羅斯托克大學理論物理副教授；1923年，他成為漢堡大學物理化學教授和實驗室主任，在那里，他著手組建有影響的分子射線研究實驗室。在漢堡，無論在理論上還是實驗上，施特恩和泡利都是一對密切的合作者，加之N.玻爾、P.愛侖菲斯特以及其他一些人頻繁的訪問，使他們繼續(xù)獲得巨大的成功。施特恩從電子到原子和分子，通過實驗驗證支持了德布羅意1923～1

8、924年間提出的粒子的波動性假設(shè)。施特恩確定了質(zhì)子磁矩的數(shù)值，出乎意料地它是狄拉克所預言的二或三倍。,第二次巨大的突破,1922年施特恩到漢堡大學建立的一個研究分子束的研究所規(guī)模并不很大，但它卻是分子束研究的中心，在國際上有巨大影響。很多這方面的研究課題都是從這里開始的，并通過人員的交流和互訪，擴散到其他國家。從這里開始，分子束技術(shù)形成了一套獨特的方法，在近代物理學的發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。運用它不但驗證了分子速度分布律；實現(xiàn)了分子束的磁