Казалось бы, у нас есть все основания верить в то, что кинетическая теория газов справедлива.
Из нее в качестве следствий получаются все газовые законы, она сумела предсказать подтвержденную опытом независимость коэффициентов теплопроводности и вязкости от давления. Эта теория дала возможность рассчитать усредненные скорости молекул и их распределение, а также длину свободного пробега молекул. Можно верить в полученные результаты, но можно и не верить, полагая те или иные допущения теории некорректными. Только эксперимент может окончательно подтвердить или опровергнуть теоретические выводы.
Первый из таких опытов был проведен в 1920 г. немецким физиком Отто Штерном. Цель опыта — определить скорость молекул, вылетающих из тонкой пленки серебра, покрывающей раскаленную электрическим током платиновую проволоку. Схематически прибор Штерна представлял собой два коаксиальных (соосных) цилиндра, вдоль оси которых была натянута покрытая серебром платиновая нить. Вдоль образующей внутреннего цилиндра прорезана небольшая узкая щель (схему прибора см. на рис. 32). Прибор находился в вакууме порядка 10~5 — 10~6 мм. рт. ст. При нагревании проволоки серебро испарялось тем интенсивнее, чем выше была температура нити, и атомы серебра, двигаясь прямолинейно и равномерно, практически не испытывая столкновений друг с другом и с молекулами оставшихся в приборе газов (длина свободного пробега при таком давлении 5-?-50 м, а размеры прибора существенно меньше), почти все осаждались на стенке внутреннего цилиндра. И лишь те относительно немногие молекулы, скорость которых была направлена в сторону щели, проходя сквозь нее, осаждались на стенке внешнего цилиндра и образовывали на ней небольшую вертикальную полосу (точка Ь на чертеже). Затем оба цилиндра приводились во вращение с одной и той же частотой порядка 2500 — 2700 об/мин. Если бы все молекулы двигались с одной и той же скоростью, то получилась бы вторая полоса, смещенная относительно первой на некоторое расстояние в сторону, противоположную направлению вращения (точка bi на чертеже). Зная радиусы цилиндров, частоту их вращения и измерив расстояние между полосой, полученной при неподвижных цилиндрах, и полосой, полученной при их вращении, можно найти скорость движения молекул.