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法国博物馆发现爱因斯坦唯一实验 - 物理世界

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爱因斯坦德哈斯实验

阿尔伯特·爱因斯坦作为一位著名的理论物理学家,但他也做了一项重要的实验。这就是爱因斯坦-德哈斯实验,他于 1915 年与荷兰物理学家旺德·德哈斯 (Wander de Haas) 一起完成。这项工作表明,铁等铁磁材料的磁化强度与电子的角动量有关。

现在,爱因斯坦和德哈斯使用的一些仪器被发现在实验室中日渐衰弱。 安培博物馆 靠近里昂,这是法国最古老的科学博物馆之一。这一发现是由克劳德伯纳德里昂第一大学的阿方索圣米格尔和博物馆馆长伯纳德帕兰德雷发现的。他们表示,这些物品的出处可以通过与 Geertruida de Haas-Lorentz 相关的文件来验证。她是一位物理学家,也是德哈斯的妻子。 San Miguel 和 Pallandre 表示,她在 1 世纪 1950 年代向博物馆捐赠了这些设备。

爱因斯坦-德哈斯实验涉及一个由铁磁材料制成的圆柱体,该圆柱体由一根线悬挂,以便可以绕其对称轴旋转。一面镜子位于圆柱体的顶部,这样可以通过将光束反射到屏幕上来测量圆柱体的旋转(见图)。

好奇的旋转

气缸放置在螺线管的中心。当电流通过螺线管时,它会产生一个磁场,使圆柱体磁化,从而成为条形磁铁。这导致圆柱体轻微旋转,这可以在光束的偏转中观察到。如果磁场反转,圆柱体就会沿相反方向旋转。

经典电磁理论无法预测这种旋转,因为实验的圆柱对称性无法让磁场对铁磁体施加扭矩。

相反,观察到的旋转支持了这样一种观点,即磁性是由铁磁材料内绕圈流动的带电电流产生的——这一观点是法国物理学家安德烈-玛丽·安培在近一个世纪前首次提出的。

除了具有磁矩之外,这些绕轨道运行的电子还具有角动量。圆柱体的磁化涉及这些磁矩的排列。当施加磁场时,这会导致电子角动量方向的变化。由于角动量必须守恒,因此圆柱体会随着这种变化而旋转。

我们现在知道电子具有固有角动量(自旋)和轨道角动量。爱因斯坦-德哈斯实验可用于研究这两者如何影响材料的磁化。

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