Por que no anteparo há duas linhas, e não uma mancha contínua?

Um momento magnético clássico daria uma distribuição contínua de projeções. No spin ½ só dois valores de S_z são permitidos, por isso o feixe se desdobra em dois.

Isto resolve o movimento no campo μ·∇B?

Não. Os resultados ±½ são discretos; as trajetórias são esquemáticas. O tratamento completo é um pacote de ondas ou a semiclássica com a força sobre o dipolo.

Por que se usa prata, e não elétrons livres?

Historicamente Stern e Gerlach fizeram passar átomos neutros de Ag: o momento orbital no estado fundamental é nulo, e o desdobramento vem do spin do elétron de valência. Sobre o elétron carregado a força de Lorentz atua com intensidade.

Experiência de Stern–Gerlach

Feixe de átomos de prata num campo magnético não homogêneo: duas componentes, S_z = ±ℏ/2.

Sobre o modelo

A experiência de Stern–Gerlach: um feixe de átomos de prata atravessa um campo magnético não homogêneo e se desdobra em duas componentes. A projeção do spin no eixo do campo é quantizada, S_z = ±ℏ/2; não há o leque clássico de projeções. Um feixe não polarizado dá frações aproximadamente iguais nos dois detectores. A cada átomo atribui-se ao acaso o resultado ±½; o desvio é estilizado: as trajetórias de F = ∇(μ·B) não se resolvem. A página vizinha com dois aparelhos calcula as probabilidades cos²(θ/2) depois do filtro.

Para quem: 3.º ano do ensino médio e física moderna: quantização do spin e experiência de Stern–Gerlach.

Conceitos-chave

experiência de Stern–Gerlach
spin ½
projeção do spin
campo magnético não homogêneo
quantização do momento angular

Como funciona

Fluxo não polarizado de átomos: depois da zona de gradiente B atribui-se a cada um um resultado aleatório ±½, e os contadores convergem a 50/50. É o esquema didático do desdobramento, não trajetórias da equação da força.

Perguntas frequentes

Por que no anteparo há duas linhas, e não uma mancha contínua?: Um momento magnético clássico daria uma distribuição contínua de projeções. No spin ½ só dois valores de S_z são permitidos, por isso o feixe se desdobra em dois.
Isto resolve o movimento no campo μ·∇B?: Não. Os resultados ±½ são discretos; as trajetórias são esquemáticas. O tratamento completo é um pacote de ondas ou a semiclássica com a força sobre o dipolo.
Por que se usa prata, e não elétrons livres?: Historicamente Stern e Gerlach fizeram passar átomos neutros de Ag: o momento orbital no estado fundamental é nulo, e o desdobramento vem do spin do elétron de valência. Sobre o elétron carregado a força de Lorentz atua com intensidade.

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