В 1920 г. Отто Штерн про­вел опыты по ис­сле­до­ва­нию сред­ней ско­ро­сти дви­же­ния мо­ле­кул. Устрой­ство при­бо­ра Штер­на схе­ма­тич­но пред­став­ле­но на ри­сун­ке.

При­бор со­сто­ял из двух рас­по­ло­жен­ных вер­ти­каль­но ци­лин­дров ра­ди­у­сом r и R, из про­стран­ства внут­ри ко­то­рых не­пре­рыв­но от­ка­чи­вал­ся воз­дух до очень низ­ко­го дав­ле­ния. По общей оси 1 ци­лин­дров рас­по­ла­га­лась пла­ти­но­вая нить, по­кры­тая тон­ким слоем се­реб­ра. При про­пус­ка­нии по пла­ти­но­вой нити элек­три­че­ско­го тока она на­гре­ва­лась до вы­со­кой тем­пе­ра­ту­ры. Се­реб­ро на­чи­на­ло ис­па­рять­ся, и его атомы раз­ле­та­лись, рав­но­мер­но осе­дая на внут­рен­ней по­верх­но­сти ма­ло­го ци­лин­дра. Щель 2 в стен­ке ма­ло­го ци­лин­дра вы­де­ля­ла узкий пучок мо­ле­кул, ко­то­рые до­ле­та­ли до внут­рен­ней по­верх­но­сти боль­шо­го ци­лин­дра и «при­ли­па­ли» к ней, об­ра­зуя налет се­реб­ра в виде узкой вер­ти­каль­ной по­лос­ки N.

Если весь при­бор при­во­дил­ся в быст­рое вра­ще­ние с уг­ло­вой ско­ро­стью ω, то налет се­реб­ра сме­щал­ся и давал более раз­мы­тую по­лос­ку M ши­ри­ной х.

Длина r дуги МN равна пути, про­хо­ди­мо­му точ­ка­ми боль­шо­го ци­лин­дра за время t по­ле­та мо­ле­ку­лы от щели до стен­ки боль­шо­го ци­лин­дра. Если обо­зна­чить через u ско­рость дви­же­ния точек боль­шо­го ци­лин­дра, то по­лу­чит­ся урав­не­ние, из ко­то­ро­го можно опре­де­лить ско­рость дви­же­ния мо­ле­кул υ: