c) Observations expérimentales

Du point de vue de la physique classique, on admet qu'à la sortie du four les moments magnétiques des atomes sont orientés au hasard de telle sorte que :

$$-\mathcal{M}<\mathcal{M}_z<+\mathcal{M}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\mathrm{ou}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~-s<s_z<+s$$

On devrait alors observer sur la plaque $P$ une tache étroite et verticale de hauteur :

$$a = 2\,C\,s = 4,48~\mathrm{mm}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~\mathrm{pour}~~~~s=1$$

En fait, dans le cas d'un jet d'atomes d'argent, on observe deux taches correspondant aux deux valeurs de $s_z$ :

$$s_z=\frac{1}{2}~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~s_z=-\frac{1}{2}$$

Plus généralement on observe plusieurs taches distinctes alignées verticalement et dont le nombre est pair ou impair.

Question 2-9 : Tenant compte de la dispersion en direction et en vitesse des atomes, examinez dans quelle mesure les taches sont séparées.

Par ailleurs, on constate que si on fait tourner l'aimant autour de l'axe $\overrightarrow{Oy}$ du jet, l'ensemble des taches constitue une figure invariable mais qui tourne dans le plan $P$ , en même temps que l'aimant, comme si cette figure était liée à l'aimant.