簡介
施特恩－格拉赫實驗電爐O中銀樣品的中性蒸汽通過狹縫S1和S2形成銀原子束，進入與原子束相垂直的不均勻磁場時發生偏轉，在收集板上凝聚成兩條對稱的條紋P1、P2，改變磁場的不均勻性只能改變條紋間的距離，但仍然只有兩條對稱條紋。實驗表明銀原子的磁矩μ對外磁場的兩種取向是銀原子所固有的，與外磁場的有無和不均勻性的大小無關。這是人們首次從實驗上直接觀察到銀原子空間量子化的現象。後來又對其他原子作了同樣的實驗，均觀察到數目不等的對稱條紋，但同種原子的條紋的數目是固定的，不隨磁場及其不均勻性的變化而改變，從而證實任何原子都具有空間量子化的屬性。
實驗裝置
施特恩－格拉赫實驗驗裝置包括：蒸發銀的電爐，其上有一小孔，不斷由小孔逸出的銀原子經過一對準直狹縫形成沿水平方向飛行的細原子束，通過非均勻磁場後，被照相板攔截.整個裝置封在真空中.實驗結果：相片上有兩條黑斑，對稱地分布在原子束直進時垂直坐標ｚ＝０的兩側.原子具有磁矩μq。在非均勻磁場Ｂq中，沿水平方向飛行的原子沿ｚ方向受力的作用，偏離幾何位置ｚ＝０的距離與μｃｏｓβ成正比，β為μq與Ｂq之間的夾角.若原子沒有磁矩（μ＝０），只能在ｚ＝０處出現一條黑斑；若原子磁矩μq的方向任意，大量原子的β就遍取０—３６０°的各種值，照相板上將出現連續分布的一片黑斑.結果都不是.實驗表明，銀原子的μq相對磁場只有兩種取向，即其軌道平面在空間只有兩種方位.這個實驗，
１）直接證明了空間量子化；
２）證明原子具有磁矩，並能測量磁矩的大小，銀和氫原子的磁矩都是一個玻爾磁子μＢ；
３）促使提出電子自旋假設；還進一步證明電子的自旋量子數ｓ＝１２，自旋磁矩μｓｚ＝±μＢ，朗德因子ｇｓ＝EF２；
４）證明軌道角動量量子數ｌ的取值應從０開始，由量子理論的ｌ代替玻爾—索末菲模型中的角量子數ｎφ是正S（ｌ＋１）確的；
５）開闢了原子和分子束實驗的新領域等.
發展歷史
施特恩-格拉赫實驗是歷史上第一次直接觀察到原子磁矩取矢量子化的實驗。
法蘭克福大學紀念施特恩-格拉赫實驗的銘牌由於高溫爐中的溫度不足以令大多數原子從基態激發到激發態，施特恩-格拉赫實驗主要顯示的是基態原子的角動量和磁矩。如果只考慮原子的軌道角動量，屏上斑紋的條數應當是2l+1，其中l是角量子數。對於鋰、鈉、鉀、金、銀、銅等原子，實驗得到了兩條斑紋，反推角量子數是1/2。而根據當時的理論，角量子數只能取整數，因此施特恩-格拉赫實驗顯示，原子中不只有軌道角動量，還應當有其他形式的角動量。此外，對氧原子所做施特恩-格拉赫實驗得到5條斑紋，反推角量子數為2，與當時的理論不符。
