Otto Stern

在布拉格,斯特恩做了愛因斯坦的博士後助手,1913年他又隨愛因斯坦到了蘇黎世。 在這裡,他又受到了愛侖菲斯特和勞厄的影響,並略受玻恩的影響。 1933年納粹掌權之後,斯特恩在漢堡的工作突然終止了。

Otto Stern

斯特恩(1888~1969),因對分子射線方法的發展所作出的貢獻以及發現質子的磁矩,獲得了1943年度的諾貝爾物理學獎。
O.斯特恩1888年生於德國的索勞(今波蘭的佐里),他是富裕的糧商O.斯特恩和E.斯特恩夫婦5個孩子中的最長者。早年,父母提供資金,供他旅遊。在確定自己的專業之前,他探索過好幾個領域。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)的實驗物理課程。玻爾茲曼、克勞修斯和能斯托關於熱力學的著作似乎對斯特恩產生了影響,使他在布雷斯勞大學專門搞起物理化學來了。1912年,斯特恩在該大學獲得了博士學位。

經歷

斯特恩後來說他自己是個“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,斯特恩做了愛因斯坦的博士後助手,1913年他又隨愛因斯坦到了蘇黎世。在這裡,他又受到了愛侖菲斯特和勞厄的影響,並略受玻恩的影響。服役歸來後,1919年他在法蘭克福開始與玻恩一起工作。在這段時間內,斯特恩發表了幾篇關於統計力學問題的論文。
斯特恩觀察到,注入高真空室內的原子或分子沿直線運動,形成一束粒子流,在某些方面類似於光束。使斯特恩成名的實驗工作就是由此發展起來的。1919年,斯特恩對銀原子束首次套用了這一方法,以檢驗1850年前後氣體中分子速率的理論計算結果。1920年,在法蘭克福作無薪教師時期,斯特恩請求他的同事蓋拉赫(W.Gerlach)與他一起,用實驗驗證空間量子化的正確性,並測量質子的磁矩。在這以前索末菲已經預言,對於某些原子,例如氫原子、鹼金屬原子或者銀原子,應該有磁矩M=eh/4πmc;並且若將它們置於磁場中,這些原子只能有兩種取向:其軸和磁矩與磁場平行或反平行。斯特恩認識到,分子束實驗能夠在經典理論和量子理論之間作出明確的選擇:如果經典理論是正確的,那么一細束銀原子在通過一非均勻磁場時,只應該變寬;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。斯特恩-蓋拉赫實驗證實了空間量子化的正確性。他們發表了5篇論文論述了這一工作,這使斯特恩在全球聲譽鵲起。
1921年,斯特恩被任命為羅斯托克大學理論物理副教授,這是他第一次得到有職稱的任命;1923年,他成為漢堡大學物理化學教授和實驗室主任,在那裡,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,斯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,使他們繼續獲得巨大的成功。斯特恩從電子到原子和分子,通過實驗驗證支持了德布羅意1923~1924年間提出的粒子的波動性假設。斯特恩確定了質子磁矩的數值,出乎意料地它是狄拉克所預言的二或三倍。
1933年納粹掌權之後,斯特恩在漢堡的工作突然終止了。此後,他和同事埃斯特曼(I.Estermann)接受了匹茲堡的卡內基理工學院的職位,並在那裡籌建分子射線實驗室,斯特恩被任命為物理學研究教授,但在那蕭條的年月里,他的工作只能得到極小的支持,而漢堡實驗室再也沒有興旺起來。1946年,斯特恩離開匹茲堡去加利福尼亞的伯克利,在他還有充沛的精力時,就過早地退休了。
I.拉比1927年在漢堡第一次見到斯特恩,他這樣寫道:“正是在這裡,我從斯特恩和泡利那裡學到了物理學應該是什麼,……當時,在偏狹的美國,還不是那么牢固的新東西是在研究課題的選擇中發展鑑賞力,洞察力和標準,以及對什麼是好的、什麼是不很好的看法,……斯特恩的這些鑑賞能力當時是最高的,……他從來不為那些小問題花費精力,……斯特恩總是密切注意著物理學中的一些基本問題。”斯特恩重視實驗“不僅是為了直接得到結果,而且還為了顯示出色、聰明、靈巧、有獨創性的智慧和發明……。”斯特恩早年曾說過,從他與愛因斯坦的終生友誼那裡,他學會了如何估價一個物理學問題以及應該問什麼樣的問題。
拉比把斯特恩說成是反固步自封的一代德國教授之一,這些教授們常帶著一種取笑的味道評論他們的前輩的自負。雖然斯特恩終生未婚過著孤獨的生活,但他仍然是一個極好的朋友。他的古怪表現在有點疑病症、愛住豪華的旅館、進用精美的飲食和乘一等鋪位的火車。斯特恩是電影迷,81歲那年,正是在劇院裡,他因心臟病發作而去世。

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