O experimento de davisson e germer

Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Física Teórica e Experimental
Conceitos de Física Moderna II
Profº.: Ciclamio Leite Barreto
Alunos: Gutembergue Fernandes Felix, Wlademir de Moura

Historicamente, a primeira evidência para a existência de um momento angular intrínseco foi dada por Stern e Gerlach em 1920. Estes estudaram o movimento de feixes atômicos na presença de um campo magnético, obtendo resultados não esperados, os quais levaram a introdução do conceito de spin. Para compreendermos este experimento devemos saber como uma partícula comporta-se na presença de um campo magnético externo.

É aquecida uma substância paramagnética em um forno que emite um feixe de átomos hidrogenoides eletricamente neutros com a mesma velocidade v, que seguem uma trajetória retilínea até que se encontrem em uma região na qual há um gradiente de campo magnético. Sobre a placa de observação colocada perpendicularmente ao feixe observamos dois traços finos do feixe. Estes traços são simétricas relativo a direção incidente, tal como se vê na figura. Os resultados do experimento indicam que o fato de que é obtido dois traços distintos e simétricos prova que o momento magnético não pode tomar mais que duas orientações com relação ao campo magnético B. O momento magnético m do átomo é igual em módulo ao magnetón de Bohr mB. | Dado que o elétron exibe um momento angular intrínseco, além do seu momento angular orbital, somos tentados a interpretá-lo como sendo devido á rotação do elétron em torno de seu eixo, a exemplo do que ocorre com a Terra. Todavia, isto não pode ser verdade, já que se o fosse, este seria um momento angular orbital e forçosamente deveria ser inteiro! Portanto, a única conclusão que podemos tirar é que o elétron possui um novo grau de liberdade, o qual está associado ao spin. Esta novidade não pode ser explicada pela Mecânica Quântica não relativística, sendo necessário para sua melhor compreensão o uso da teoria relativística de