Stern tapasztalatának rendszere. A Stern tapasztalatai - a molekuláris kinetikus elmélet kísérleti megalapozása. Barometrikus formula. Boltzmann eloszlása

Előadás 5.

Számos gázmolekulák (~ 10 9 ütközés 1 másodperces ütközés) eredményeként és egy edényfalakkal, a molekulák bizonyos statisztikai eloszlása \u200b\u200ba sebességben. Ebben az esetben a molekulák sebességvektorainak minden iránya egyenértékű, és a sebességmodulok és azok előrejelzései koordináta tengelyek engedelmeskedjenek bizonyos mintákat.

Az ütközésekben a molekulák véletlenszerűen változnak. Kivonhatja, hogy az egyik molekula számos ütközésben energiát kap más molekulákból, és energiája jelentősen nagyobb lesz, mint az átlagos energiaérték egy adott hőmérsékleten. Az ilyen molekula sebessége nagy lesz, de még mindig véges értéke lesz, mivel a lehető legnagyobb sebesség a fény sebessége - 3 · 10 8 m / s. Következésképpen a molekula sebessége akár 0-tól néhány értéket is tartalmazhat υ Max. Azt állíthatjuk, hogy az átlagos értékekhez képest nagyon nagy sebesség ritka, valamint nagyon kicsi.

Mivel az elmélet és a kísérletek azt mutatják, hogy a molekulák forgalmazása a sebességben nem véletlen, de meglehetősen határozott. Meghatározzuk, hogy hány molekula, vagy a molekulák melyik része a meghatározott sebesség mellett bizonyos időközönként fekszik.

Ennek a tömegnek a tömege tartalmazza N. molekulák dN. A molekulák az intervallumban zárulnak υ előtt υ +dal. Nyilvánvaló, hogy ez a molekulák száma dN. A molekulák teljes számával arányosan N. és a megadott sebességintervallum nagysága dal

hol a. - Az arányossági együttható.

Ez is nyilvánvaló, hogy dN. A sebesség sebességétől függ υ Mivel az időközönként ugyanolyan méretű, de különböző abszolút sebességértékekkel, a molekulák száma eltérő lesz (például a 20 - 21 és 99-100 év közötti 20-21 és 99-100 év). Ez azt jelenti, hogy az együttható a. A (1) képletben gyorsfunkciónak kell lennie.

Figyelembe véve ezt, átírja (1)

(2)

(2)

(3)

Funkció f.(υ ) Az elosztási funkciónak nevezik. Neki fizikai jelentés a (3) képletből következik

Ha (4)

Ennélfogva, f.(υ ) megegyezik a molekulák relatív hányadával, amelynek sebessége a sebesség sebessége a sebesség mellett lezárul υ . A pontosabb elosztási funkciónak van értelme a gázmolekula valószínűségének, hogy a egy intervallum Gyors fordulatszám υ . Ezért hívják a valószínűség sűrűsége.

Integráció (2) a sebesség összes értékében 0-tól a fogadásig

(5)

(5) következik, hogy

(6)

A (6) egyenletet hívják a normalizálás feltétele Funkciók. Meghatározza annak valószínűségét, hogy a molekula 0-tól a sebességének egyik értéke van. A molekula sebességének értéke van: Ez az esemény megbízható, és valószínűsége egyenlő.

Funkció f.(υ ) Maxwell-t 1859-ben találták meg. Megnevezték maxwell elosztás:

(7)

hol A. - olyan együttható, amely nem függ a sebességtől, m. - a molekula súlya, T. - gázhőmérséklet. A normalizációs állapot használata (6) Meghatározhatja az együtthatót A.:

Ezt az integrálvasztást, kapjuk A.:

Figyelembe véve az együtthatót DE A Maxwell elosztási funkciója az űrlapon van:

(8)

Növekedésként υ A (8) többszöröse gyorsabban változik, mint a növekedés υ 2. Ezért az elosztási funkció (8) a koordináták elején kezdődik, eléri a maximális értéket a sebesség bizonyos értékén, majd csökken, aszimptotikusan közeledik nulla (1. ábra).

1. ábra. Molekulák maxwellikus eloszlása

sebességgel. T. 2 > T. 1

A Maxwell Distribution görbe használatával grafikusan megtalálhatja a molekulák relatív számát, amelyek sebessége meghatározott sebességintervallumban fekszik υ előtt dal (1. ábra, az árnyékolt szalag területe).

Nyilvánvaló, hogy az egész terület a görbe alatt ad teljes szám molekulák N.. A (2) egyenletből (8), figyelembe vesszük a molekulák számát, amelyek sebessége az intervallumban fekszik υ előtt dal

(9)

A (8) -tól is látható, hogy az eloszlási függvény fajtája a gáz nemzetségétől függ (a molekula tömege) m.) És a hőmérsékleten, és nem függ a gáz térfogatától és térfogatától.

Ha egy elszigetelt rendszer az egyensúlyi állapotból származik, és biztosítja magát, akkor egy bizonyos idő elteltével visszatér az egyensúlyi állapotba. Ezt az időintervallumot hívják pihenő idő. Különböző rendszerek esetében más. Ha a gáz egyensúlyi állapotban van, akkor a sebességű molekulák eloszlása \u200b\u200bnem változik idővel. Az egyes molekulák specifikációi folyamatosan változóak, de a molekulák száma dN.amelynek sebessége az intervallumban fekszik υ előtt dal Minden idő állandó marad.

A molekulák maximális eloszlása \u200b\u200ba sebességben mindig telepítve van, ha a rendszer egyensúlyi állapotba kerül. A gázmolekulák mozgása kaotikus. A termikus mozgások kaotikájának pontos meghatározása a következő: a molekulák mozgása teljesen kaotikusan van, ha a molekulák sebessége Maxwell felett kerül elosztásra. Innen következik, hogy a hőmérsékletet az átlagos kinetikus energia határozza meg kaotikus mozgások. Nem számít, mennyire nagy a sebesség egy erős szél, akkor nem fog forró. A szél még a legerősebb, talán hideg és meleg, mert a gázhőmérsékletet a nem irányított szélsebesség határozza meg, de a molekulák kaotikus mozgásának sebessége.

Az elosztási funkció ütemezéséből (1. ábra) látható, hogy a molekulák száma, amelyek sebessége ugyanolyan időközönként fekszik υ De közel a különböző sebességekhez υ , több, ha a sebesség υ megközelíti a maximális funkciónak megfelelő sebességet f.(υ ). Ez a sebesség υ H a legvalószínűbb (legvalószínűbb) hívják.

Differenciálódás (8) és egyenlővé tegye a származékot nullára:

Mint ,

az utóbbi egyenlőséget akkor végzik, ha:

(10)

A (10) egyenlet a következő címen történik:

ÉS

Az első két gyökér megfelel a funkció minimális értékeinek. Ezután az elosztási funkció maximális értékének megfelelő sebesség, az állapotból:

Az utolsó egyenletből:

(11)

hol R. - univerzális gáz állandó, μ - moláris tömeg.

Figyelembe véve (11) (8), megkaphatja az elosztási funkció maximális értékét

(12)

(11) és (12) következik, hogy növekszik T. vagy csökken m. Maximális görbe f.(υ ) A jobbra vált, és kevésbé válik, azonban a görbe alatti terület állandó marad (1. ábra).

Számos feladat megoldásához kényelmes a Maxwell eloszlás használatához az adott formában. Relatív sebességet vezetünk be:

hol υ - ez a sebesség, υ N. - A legmegfelelőbb sebesség. Figyelembe véve ezt, a (9) egyenlet az űrlapot veszi:

(13)

(13) - Univerzális egyenlet. Ebben az űrlapon az elosztási funkció nem függ a gáz típusától vagy a hőmérséklettől.

Ív f.(υ ) Aszimmetrikus. A grafikonból (1. ábra) látható, hogy a molekulák nagy része nagy, mint a υ N.. A görbe aszimmetriája azt jelenti, hogy a molekulák átlagos aritmetikai sebessége nem egyenlő υ N.. Az átlagos számtani ráta megegyezik az összes molekula sebességével, osztva a számukkal:

Figyelembe vesszük, hogy (2)

(14)

Helyettesítő (14) jelentése f.(υ ) A (8) átlagos aritmetikai sebességet kapunk:

(15)

A molekulák sebességének átlagos négyzetét úgy állítjuk elő, hogy kiszámítják az összes molekula sebességének sebességének arányát a számukra:

Helyettesítés után f.(υ ) A (8):

Az utolsó kifejezésből megtaláljuk az átlagos kvadratikus sebességet:

(16)

Összehasonlítás (11), (15) és (16) arra lehet következtetni, hogy a hőmérséklettől függ, és csak a hőmérséklettől függ, és csak numerikus értékekkel különbözik: (2. ábra).

2. ábra. Maxwell eloszlás abszolút sebességgel

A Maxwell eloszlása \u200b\u200baz egyensúlyi gázok esetében érvényes, a vizsgált molekulák száma meglehetősen nagynak kell lennie. Kis számú molekulák esetében jelentős eltérések figyelhetők meg a Maxwell (ingadozások) eloszlásából.

Az elköltött molekulák első tapasztalt definíciója zord 1920-ban. A kegyhely eszköz két különböző sugarakból állt, amelyek ugyanazon a tengelyen rögzítve vannak. A hengerek levegőjét mély vákuumba dobták. A tengely mentén húzódott egy vékony réteggel borított platina szál. Amikor az elektromos áram hozama, magas hőmérsékleten (~ 1200 ° C) melegítjük, ami ezüstatomok elpárologtatásához vezetett.

A belső henger falában keskeny hosszirányú nyílást készítettünk, amelyen keresztül a mozgó ezüst atomok elhaladtak. A külső henger belső felületén közzétették, jól megfigyelt vékony szalagot képeztek közvetlenül a nyílással szemben.

A hengerek állandó szögsebességgel elkezdődtek Ω. Most az atomok, amelyek áthaladtak a résen, szedretették, már nem voltak szemben a résekkel, de egy ideig eltolódtak, hiszen a repülés során a külső hengernek volt ideje, hogy forduljon valamilyen sarokba. Ha forgó hengerek vannak állandó sebesség, a külső hengeren lévő atomok által képzett szalag helyzetét néhány távolságra eltoljuk l..

Az 1. pontban a részecskék akkor kerülnek elszámolásra, amikor a telepítés rögzítve van, amikor a részecskét forgatjuk, a 2. pontban rendezik.

A kapott sebességértékeket Maxwell elmélete megerősítette. Ez a módszer azonban hozzávetőleges információkat adott a molekulák eloszlásának jellegéről.

Pontosabban, a Maxwell elosztását kísérletekkel igazolták. Lammert, Eastman, Eldridge és Costa. Ezek a kísérletek pontosan megerősítették Maxwell elméletét.

A gerendában lévő higanyatomok sebességének közvetlen méréseit 1929-ben végeztük Lammert.. A kísérlet egyszerűsített sémáját az 1. ábrán mutatjuk be. 3.

3. ábra. Lammert tapasztalatának rendszere
1 - Gyors forgó lemezek, 2 - keskeny rések, 3 - sütő, 4 - kollimátor, 5 - Tractory molekulák, 6 - Detektor

A teljes tengellyel tervezett 1-es lemezek sugárirányú nyílások voltak, amelyek egymáshoz viszonyítva vannak egymáshoz viszonyítva φ . A résekkel szemben a 3-as kemence volt, amelyben a könnyű fém magas hőmérsékletre melegített. Az előmelegített fém atomok, ebben az esetben a higany elhagyták a kemencétől, és a kollimátor 4-et küldték előírt irány. A kollimátorban két rés jelenléte biztosította a részecskék mozgását az egyenes pályán lévő lemezek között. Továbbá az atomok, amelyek a lemezekben lévő réseket átadották egy detektorral. vákuum.

Ha az ω állandó szögsebességű lemezek forgó lemezek, csak az atomok, amelyeknek volt néhány sebessége, áthaladt a résen. υ . Mindkét résen átesett atomok esetében az egyenlőséget kell elvégezni:

ahol δ. t. 1 - A repülési molekulák ideje a lemezek között, δ t. 2 - A lemezek forgási ideje szögben φ . Azután:

A lemezek szögletességének megváltoztatása a lemezek elválasztható a molekula gerendájától, amelynek bizonyos sebessége van υ és az intenzitású intenzitású érzékelő szerint a gerenda relatív tartalmáról.

Ily módon kísérletileg ellenőrizték a molekulák forgalmazásának maxwelli törvényét.

Év. A tapasztalat az első volt gyakorlati bizonyítékok Az anyag szerkezetének molekuláris kinetikai elméletének konzisztenciája. A molekulák hőmozgásának sebességét közvetlenül mértük, és megerősítette a gázmolekulák sebességének eloszlásának jelenlétét.

A kísérlet elvégzéséhez a szigorúan elkészítették a különböző sugarú két hengerből álló eszközt, amelynek tengelye egybeesett, és egy platina-vezeték volt ezüst által alkalmazott réteggel. A hengerek belsejében lévő térben folyamatos légszivattyúzással eléggé alacsony nyomást tartottak. Ha az elektromos áram áthalad a huzalon, akkor az ezüst olvadáspontja elérte, amellett, hogy az ezüst elkezdték elpárologni, és az ezüst atomjai egyenletesen és egyenesen a kis henger belső felületére és egyenesen a sebességgel repültek v.A platina huzal fűtési hőmérséklete, azaz az ezüst olvadáspontja. A belső hengerben keskeny rés történt, amelyen keresztül az atomok szabadon repülhetnek. A hengerek falait speciálisan lehűtötték, ami hozzájárult a rájuk alá tartozó atomok településéhez. Ebben az állapotban a nagyméretű henger belső felületén egy meglehetősen tiszta, keskeny, keskeny vacsora alakult ki, amely közvetlenül a kis henger nyílásával ellentétes. Ezután az egész rendszer meglehetősen nagy szögsebességgel elindult. ω . Ugyanakkor a hullámszalag az oldal felé tolódott, és elvesztette az egyértelműséget. Az eltolás mérése s. A szalag legszebb része a helyzetétől, amikor a rendszer pihent, a szigorúság meghatározta a repülési időt, amelyen keresztül a molekulák mozgását találták:

$t\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; frac\; (s)\; (U)\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; frac\; (l)\; (v)\; \backslash \backslash \; frac\; (l\; +)\; \backslash u003d\; frac\; (ul)\; (s)\; \backslash u003d\; \backslash \backslash \; frac\; (\backslash \backslash \; omega\; r\_\; (nagy)\; (r\_\; (nagy)\; -r\_\; (kicsi)\; ))))))))))$,

hol s. - Strip Offset, l. - a hengerek közötti távolság, és u. - A külső hengerek mozgásának sebessége.

Így a mozgási sebessége ezüst atomok egybeesett a kiszámított törvényei szerint a molekuláris-kinetikai elmélet, és az a tény, hogy a kapott csíkot homályos, tanúskodott javára az a tény, hogy az atomos sebesség eltérő és az elosztott alatt néhány Törvény - A Maxwell eloszlásának törvénye: Atomok, gyorsabban mozogva, a pihenésre kapott szalaghoz viszonyítva, kisebb távolságokra, mint azok, amelyek lassan mozogtak.

Írja meg véleményét a "Stern tapasztalat" cikkről

Irodalom

• Egy rövid szótár fizikai kifejezések / comp. A. I. Bolsong, Rec. M. A. Yeljashevich. - Mn. : Ex-School, 1979. - P. 388. - 416 p. - 30 000 példány.

Linkek

• Landsberg. Elemi tankönyv fizika. 1. kötet. Mechanika. Hő. Molekuláris fizika. - 12. ed. - m.: Fizmatlit, 2001. - ISBN 5-9221-0135-8.
• Internetiskola megvilágosodás.ru. (Rus.) (Elérhetetlen kapcsolat - történelem) . Ellenőrzött 2008. április 5..
• Szigorú élmény - A nagy szovjet enciklopédia cikke.

A szigorú élmény jellemzése

Tehát az ágyán feküdt, és most egy nehéz, nagyobb undorító fejét mászott egy kövér kézen, és gondolta, egy nyitott szemmel nézve a sötétben.
Mivel a Benigsen, átírja a szuverén, és akiknek több erőfeszítése volt a székhelyen, elkerülte őt, Kutuzov nyugodtabb volt, mintha nem volt a csapatoknak, hogy részt vegyenek a haszontalan támadó intézkedésekben. A Tarutinsky csata és az ő előestéje, fájdalmasan emlékezetes Kutuzov, gondolta.
"Meg kell érteniük, hogy csak elveszíthetjük, cselekedjünk offek. Türelem és idő, itt vannak a harcosok harcosaim! - gondolta Kutuzov. Tudta, hogy nem volt szükség az almát, miközben zöld volt. Ez lesz, ha érett lesz, és megszakadsz zöld, elrontjuk az almát és egy fát, és az Okomovy maga. Ő, mint tapasztalt vadász, tudta, hogy a fenevad sebesült, megsérült, mivel az egész orosz hatalom megsérült, de halálos vagy nem, ez nem volt tisztázott kérdés. Most, a Loriston és a Berutemy és a Partizans jelentései révén Kutuzov szinte tudta, hogy halálos sérült. De több bizonyítékra volt szükségük, meg kellett várni.
- Azt akarják, hogy lássák, hogyan ölték meg. Várjon, nézze meg. Minden manőver, minden sértő! - azt gondolta. - Miért? Minden megkülönböztet Pontosan valami vidám, hogy harcoljon. Határozottan olyan gyermekek, akiknek nincs értelme, mivel ez volt az, mert mindenki azt akarja bizonyítani, hogy tudják, hogyan kell harcolni. Igen, nem abban, hogy most ez egy kérdés.
És milyen ügyes manővereket kínálnak mindezeket! Úgy tűnik számukra, hogy amikor két három esélyt találtak (emlékezett rá Általánosságban Szentpétervártól), feltalálták őket. És mindegyiknek nincs számuk!
Egy in-mentes kérdés végzetes vagy nem halálos volt a seb, amelyet Borodinban alkalmaztak, már lógott Kutuzov fejére. Egyrészt a francia elfoglalta Moszkvát. Másrészt, kétségtelenül az egész lény, a Kutuzov úgy érezte, hogy a szörnyű ütés, amelyben minden orosz emberrel együtt az összes erejét feszült, halálos volt. De mindenképpen szükség volt bizonyítékokra, és már egy hónapra várta őket, és a további idő elteltével, annál türelmetlenül lett. Az álmatlan éjszakai ágyán feküdt az ágyán, ugyanezt tette, hogy ez a fiatalok tette a tábornokokat, az a dolog, amit megrontott. Találta meg az összes lehetséges esélyt, amelyben ez a hűséges, már megvalósult Napóleon halála. Ezekkel az esélyekkel jött létre, mint az ifjúság, de csak azzal a különbséggel, hogy nem állt semmit ezeken a feltevéseken, és látta, hogy nem két és három, és ezer. Minél tovább gondolta, annál többet mutatnak be. A Napóleoni hadsereg bármilyen mozgalmával jött létre, egészen - Szentpétervárra, rá, megkerülte őt, jött fel (amit leginkább félt) és a baleset, hogy Napóleon harcol vele szemben fegyver, amely Moszkvában marad, várja rá. Kutuzov jött még a mozgás a napóleoni hadsereg vissza a koldus és Yukhnov, de az egyik, hogy nem tudta előre, ez az, amit az őrült, görcsös dobás Napóleon csapatai továbbra is az első tizenegy nap beszédét Moszkva, - Lehet, hogy lehetséges, hogy még mindig nem merész, hogy azt gondolja Kutuzov: a francia tökéletes megsemmisítése. Dorokhov jelentése Bruce felosztásáról, a partizánok híreiről a Napóleon hadseregének katasztrófájáról, pletykákról a Moszkvából származó teljesítmény díjairól szólt - minden megerősítette a feltételezést, hogy francia hadsereg törött és kiválasztott futás; De ezek csak olyan feltételezések voltak, amelyek fontosak voltak a fiatalok számára, de nem Kutuzov számára. Tudta, az ő hatvan éves kísérletek, milyen súlyt kell tulajdonítani a pletykák, tudta, hogy az emberek, akik akartak csoport összes hír képesek csoportban az összes hír, hogy úgy tűnik, hogy erősítse meg a kívánt és tudta, hogyan ebben Az eset minden szívesen hiányzik az ellentmondásos. És minél többet sétált ez Kutuzov, annál kevésbé megengedte magát, hogy higgye. Ez a kérdés az összes mentális erejét foglalta el. Minden más csak az élet szokásos teljesítménye volt. Az ilyen ismerős teljesítményben és az élet benyújtásában, a munkatársakkal való beszélgetései, a STAEL-hez, amelyet Tarutinából írtak, az olvasás regényeit, a díjak elosztását, a Szentpétervárra vonatkozó levelezést, de a franciák megtévesztését stb. Az általa előre látható volt a lelki, az egyetlen vágy. Az alap helyessége gázok kinetikus elmélete . A elhagyó gázt szolgált a kísérletben, gyér pár ezüst, amelyeket kapott során a párolgás az ezüst felvitt platina drót és fűtött áramütést. A huzal egy edényben helyezkedett el, ahonnan a levegőt meghalt, így az ezüst atomokat a huzal minden irányában emelték ki. A fekvő atomok szűk fénysugár eléréséhez egy résszel rendelkező akadályt hozták létre az úton, amelyen keresztül az atomok egy rézlemezre esett, amely szobahőmérsékleten volt. Az ezüst atomok keskeny szalagként helyezkednek el, ami ezüst képet képez a nyílásról. Speciális eszköz, a teljes eszközt a tengely körül gyors forgásba hajtották, párhuzamos sík Tányérok. A készülék forgása miatt az atomok Dr. Plaque-be esnek: miközben repültek a távolságot l. A lemezre a lemezre, a lemez eltolódott. Az eltolás növekszik a készülék szögsebességével, és növekszik a sebességgel v. Ezüst atomok. W. tudás és l., Meghatározhatja v. A T. K. Atomok különböző sebességgel mozognak, a szalag a készülék forgásakor elmosódott, szélesebb lesz. Az üledék sűrűsége ebben a helyen arányos az atomok számával egy bizonyos sebességgel. A legnagyobb sűrűsége megfelel a legvalószínűbb atomoknak. Kapott B. Szigorú élmény A legvalószínűbb sebességértékek jól összhangban vannak az elméleti értékkel Maxwell elosztás Molekulák a sebességben.

Cikk a szóról " Szigorú élmény"nagyban Szovjet enciklopédia 5742-es alkalommal olvasható

1920-ban a szigorú (1888-1969) fizikus (1888-1969) kísérletesen meghatároztuk az anyag sebességét.

A kegyhely eszköz két különböző sugarakból állt, amelyek ugyanazon a tengelyen rögzítve vannak. A hengerek levegőjét mély vákuumba dobták. A tengely mentén húzódott egy vékony réteggel borított platina szál. Ha az elektromos áram áthalad a szálon, magas hőmérsékletre melegszik, és az ezüstt elpárologtattuk a felületéből (1.7. Ábra).

Ábra. 1.7. Stern tapasztalatának rendszere.

A belső henger falában keskeny hosszirányú nyílás készült, amelyen keresztül a mozgó fématomok behatoltak, kicsapódtak a külső henger belső felületén, és egy jól megfigyelt vékony szalagot képeznek közvetlenül a nyílással szemben.

A hengerek állandó szögsebességgel forogtak. Most az atomok, ami áthaladt a nyílásba szedálják már nem szemben a különbség, de eltolódott egy bizonyos távolságra, mivel során a járat a külső henger volt ideje fordulni bizonyos szögben (ábra. 1.8). Ha állandó sebességgel rendelkező hengerek, a külső hengeren lévő atomok által kialakított szalag helyzete bizonyos távolságra tolódott.

1. ábra. 1 - A részecskék itt rendeződnek, amikor a telepítés rögzítve van. 2 - A részecskék itt telepednek, amikor a telepítést forgatjuk.

A hengerek sugarak nagyságának ismeretében a forgás sebessége és az elmozdulási érték könnyen megtalálható az atomok sebességének (1.9.

(1.34)

A T atom repülési ideje a nyílásból a külső henger falához, azáltal, hogy elválasztja az Atom által átadott pályát és a henger sugarak egyenlő különbségét az Atom V sebességén. Ez idő alatt a hengerek a φ szöghez fordultak, amelynek értéke megtaláljuk, megszorozzuk az ω szögsebességet a T. A forgásszögének és az R2 külső hengerének sugarainak ismeretében könnyű megtalálni az elmozdulási értéket l. és kapj egy kifejezést, amelyből kifejezheti az atom sebességét (1.34, D).

Egy menet hőmérséklet 1200 0 ° C, az átlagos értéke az ezüst atomok feldolgozás után kapott eredményeit az eljáró kísérletek kiderült, hogy közel 600 m / s, ami teljesen értékének felel meg az átlagos négyzetes sebesség által kiszámított képlet (1.28).

1.7.6. A gáz van der Waltz állapotának egyenlete.

A Klapaireron-Mendeleev-egyenlet jól leírja a gázt, amikor magas hőmérséklet és az alacsony nyomást, amikor a kondenzációs körülmények között meglehetősen megkülönböztethető. Azonban a valós gáz esetében ez nem mindig végzett, majd figyelembe kell venni a gázmolekulák kölcsönhatásának potenciális energiáját maguk között. A nem hagyományos gázt leíró legegyszerűbb egyenlet az 1873-ban javasolt egyenlet. Johannes didir van der wales (1837 - 1923):

Hagyja, hogy a vonzerő és a repulzió erőssége a gázmolekulákon érvényes legyen. Mindkét és más erők kis távolságokban járnak el, de a vonzerő ereje lassan csökken a repulziós erők számára. A vonzerő erők a molekula közötti kölcsönhatáshoz tartoznak a legközelebbi környezetével, és a repulzió hatalma két molekula ütközésének időpontjában nyilvánul meg. A gáz belsejében lévő vonzerő ereje átlagosan kompenzált minden egyes molekula esetében. A vékony rétegben található molekulákon az edény fala közelében, a más molekulák vonzerejének ereje, amely a gáz belsejében irányul, amely nyomást teremt, hozzáadódik a falhoz. Ezt a nyomást néha hívják belső nyomás. A teljes belső ható nyomóerő az elem a felületi réteg a gázt kell számával arányos a gáz molekulák ez az elem, valamint a molekulák számának a gáz réteg közvetlenül szomszédos a felületi réteg elem megfontolás alatt. E rétegek vastagságát a vonzerő erők hatásának sugara határozza meg, és ugyanolyan nagyságrenddel rendelkezik. A gázmolekulák koncentrációjának növekedésével időnként a közel felszíni réteg egységnyi területének vonzereje az időkben növekedni fog. Ezért a belső nyomás nagysága arányos a gázmolekulák négyzetkoncentrációjával. Akkor Össznyomás A gáz belsejében rögzíthető.

Dokumentumképző filmek. "Fizika" sorozat.

A jelenléte az atomok mágneses pillanatok és azok kvantálás bizonyította közvetlen kísérletek a Stern és Gerlah (1889-1979) 1921-ben nagy vákuumban edényben, egy élesen korlátozott atomi köteg a vizsgált elem, elpárologtatjuk a kemencében, egy membrán használatával hozták létre. Field N. Az N és S elektromágnes pólusai között. Az egyik tipp (n) volt egy prISTENCE egy éles él, és a horony élesített a másik (ek). A pólus-tippek e designja miatt a mágneses mezőt erősen inhomogénezettük. Miután áthaladt a mágneses mezőn, a csomag a fotlasztikus P-ra esett, és egy nyomvonalat hagyta el.

Számítsd ki az atomsugár viselkedését először klasszikus szempontból, feltételezve, hogy a mágneses pillanatok kvantálása nincs. Ha az atom M-mágneses pillanata, akkor az erő inhomogén mágneses mezőben van
Küldje el a z tengelyt mágneses mező (azaz N-től s-ig merőleges pólus tippekre). Ezután a hatalom vetülete ebben az irányban lesz
Az első két kifejezés ebben a kifejezésben nem játszik szerepet.

Tény, hogy a klasszikus ötletek szerint egy mágneses mezőben lévő atom a z tengely körüli precresszióval rendelkezik, a lármunk gyakorisággal forgatva
(Az előadó töltése megjelent). Ezért az előrejelzések ugyanolyan gyakorisággal rendelkeznek, hogy alternatívaként pozitívak, majd negatívak. Ha egy szögsebesség A precessions elég nagy, akkor az FZ ereje átlagolható időben. Ugyanakkor az FZ expressziójának első két tagja nullára fordul, és írhatsz

Ahhoz, hogy egy átlagolás elfogadhatóságának mértékét elgondolkodjunk, számszerű értékelést eredményezünk. A LARMOR precesszió időtartama megegyezik

ahol a H mezőt Gauss-ban mérik. Például H \u003d 1000 g-vel kapunk. Ha a sugárban lévő atomok sebessége egyenlő \u003d 100 m / s \u003d cm / s, akkor ebben az időben az atom repül a távolság CM, elhanyagolható az összes jellemző telepítési mérethez képest. Ez bizonyítja az átlagolás alkalmazhatóságát.

De a képlet kvantum szempontból indokolt lehet. Valójában a Z tengely mentén egy erős mágneses mező felvétele az atom állapotához csak a mágneses pillanat egy bizonyos összetevőjével jár, nevezetesen. A fennmaradó két komponens ebben az állapotban nem lehet bizonyos értékek. Ebben az állapotban méréskor különböző értékek lennének, és több, mint az átlaguk nulla lenne. Ezért a kvantum megfontolás során az átlagolás indokolt.

Mindazonáltal a klasszikus és kvantumpontok különböző tapasztalatainak különböző eredményeit kell elvárnod. A Stern és a Gerlah kísérleteiben az atomi fény nyomvonalát a kezdeti fényben kaptuk, amikor a mágneses mező ki van kapcsolva, majd a mellékelt. Ha a vetítés mindenféle folyamatos értéket vehet igénybe, mivel a klasszikus elmélet megköveteli, az FZ erő mindenféle folyamatos értéket is megtesz. A mágneses mező felvétele csak a gerenda szélesítéséhez vezetne. Nem várható kvantum elmélet. Ebben az esetben a vetület MZ, és vele és az FZ által kvantált átlagos ereje, vagyis csak néhány diszkrét kiválasztott értéket is igénybe vehetnek. Ha az orbitális kvantum szám az atom egyenlő ÉN., az elméleten, amikor felosztásakor kijavítja a gerendákat (azaz megegyezik a lehetséges értékek számával, amelyeket a kvantum száma kaphat). Így a szám értékétől függően ÉN. Várható, hogy a gerenda 1, 3, 5, ... komponensek. Az összetevők várható száma mindig furcsa legyen.

A szigorú és Gerlah szakértői bizonyították a vetület kvantálását. Az eredményük azonban nem mindig felel meg a fent vázolt elméleteknek. A kezdeti kísérletekben az ezüst atomok fürtjeit használtuk. A mágneses mezőben a csomagot két komponensre osztották. Ugyanezt kaptuk hidrogénatomokra. Mások atomjai számára vegyi elemek A szétválasztás összetettebb képét kaptuk, azonban az osztott gerendák számát nemcsak furcsa, amelyet az elmélet szükséges, de még akkor is, amelyek ellentmondtak. A kiigazítások elvégzéséhez szükséges elmélet.

Einstein és de GAAAZ kísérleteinek eredményeit hozzá kell adni ehhez (1878-1966), valamint a barnet-kísérletek (1873-1956) a gylomagnetikus kapcsolat meghatározásához. A vas esetében például kiderült, hogy a gyromagnetikus hozzáállás egyenlő. E. kétszer annyi, mint az elmélet szükséges.

Végül kiderült, hogy a spektrális alkáli fém kifejezések egy úgynevezett dublett szerkezetűek, azaz két szorosan elhelyezkedő szintből áll. A három kvantum szám n, ÉN., M nem volt elég, a negyedik kvantumszám szükséges volt. Ez volt a fő motívum, amelyet az Ulybeck (R. 1900) és a Gaudsmitit (1902-1979) 1925-ben szolgált, hogy bevezetjen egy hipotézist egy elektronról. Ennek a hipotézisnek a lényege, hogy az elektronnak nemcsak a mozgás mennyisége és a részecske egészének mozgásához kapcsolódó mágneses pillanat. Az elektron rendelkezik saját vagy belső mechanikus pillanatban is a mozgás mennyiségét, emlékeztetve a klasszikus tetejét e tekintetben. Ez a saját mozgásának pillanatát visszahívják (a angol szó. spin - spin). A megfelelő mágneses pillanatot spin mágneses pillanatnak nevezik. Ezeket a pillanatokat ennek megfelelően jelölik ki, ellentétben az orbitális pillanatokkal, a spin-ot gyakrabban jelzi egyszerűen s..

A Stern és Gerlah kísérleteiben a hidrogénatomok S-állapotban voltak, azaz nem rendelkeztek orbitális pillanatokkal. A mag mágneses pillanata elhanyagolható kicsi. Ezért Ulyndebeck és Gaudsmith azt javasolta, hogy a gerenda felosztása ne essen rá orbitális, de spin mágneses pillanat. Ugyanez vonatkozik az ezüst atomokkal rendelkező kísérletekre is. Az ezüst atom egyetlen külső elektron. A atom kábel a szimmetriás spin és a mágneses pillanatok miatt nem rendelkezik. Az ezüstatom egész mágneses pillanatát csak egy külső elektron alkotja. Amikor az atom normál, azaz S-állapot, a Valence Electron orbitális pillanata nulla - az egész pillanat forog.

Ulenbek és Gaudsmith maguk feltételezték, hogy a spin felmerül az elektron elforgatása a saját tengelye körül. A modell, amely az idő alatt létezett, még nagyobb hasonlóságot kapott Naprendszer. Az elektronok (bolygók) nem csak a kernel (nap) körül forognak, hanem a saját tengelyeik körül is. Azonban azonnal kiderült, hogy a hátsó klasszikus ötlet következetlensége. Pauli szisztematikusan bevezette a spin-ot kvantummechanikaDe kizárta az érték klasszikus értelmezésének lehetőségét. 1928-ban a DIRAC kimutatta, hogy az elektronforgács automatikusan az elektronelméletben található a relativisztikus hullámegyenlet alapján. A Dirac elmélete az elektron spin mágneses pillanatát is tartalmazza, a giromagnetikus arányt, amely megfelel a tapasztalatokkal összhangban. Ugyanakkor O. belső struktúra Elektron azt mondta semmit - az utóbbiak pontrészecskéknek tekintették, amely csak töltéssel és tömeggel rendelkezik. Így az elektron spin kvantum-relativista hatású, amelynek nincs klasszikus értelmezése. Ezután a hátul fogalma, mint a mozgásmennyiség belső pillanatát, más elemi és bonyolult részecskék És megtalálta a modern fizika megerősítését és széles körű alkalmazásait.

Természetesen, B. Általános kurzus A fizika nem lehetséges a hátsó részletes és szigorú elméletbe. Kezdeti pozíciót fogunk tartani, hogy a hátsó S megfelel a Vektoros üzemeltetőnek, amelynek kiemelkedése ugyanazokat a permutációs arányokat, mint az orbitális üzemeltető előrejelzései, azaz azaz az orbitális üzemeltető, azaz.

Ebből következik, hogy bizonyos állapotban bizonyos értékek teljes körű spin-négyzetével és egy bizonyos tengelyen (általában a z tengelyre érkeznek). Ha a kivetítés maximális értéke Sz (egységekben) S, az összes lehetséges előrejelzés számának száma 2S + 1. A Stern és Gerlah szakértői azt mutatták, hogy az elektron esetében ez a szám 2, azaz 2S + 1 \u003d 2, ahonnan S \u003d 1/2. A centrifugálás előrejelzése maximális értéke a kiválasztott irányba (egységekben), azaz az S számot, és feltételezzük a részecske spinjának értékét.

A spin részecskék egésze lehetnek, akár félig. Egy elektron esetében, így a spin 1/2. Az átrendeződési arányokból következik, hogy a részecske spinjának négyzete egyenlő, és egy elektron (2-es egységekben).
A mágneses pillanatok mérése A Stern és a Gerlah módszer szerint kimutatta, hogy a hidrogén és ezüst atomok esetében a magneton egyenlő a bór magnetonnal, azaz .. Így az elektron magas armagnetikus kapcsolat