double arrow

Измерение скоростей молекул в газе

Тепловое движение молекул в газе

В отсутствии внешних сил молекулы газа в промежутке времени между соударениями движутся свободно, их скорости практически не изменяются, так как на больших расстояниях силы взаимодействия чрезвычайно малы. Каким способом можно было бы измерить скорости молекул? Ответ на этот вопрос подсказывает решение одной экспериментальной задачи механики. Для измерения скорости пули, выпущенной из ружья, используют два соосных, вращающихся с одной и той же постоянной угловой скоростью w бумажных диска (см. лабораторную работу в курсе механики). Пуля пробивает оба диска и застревает в ловушке. За время пролета пули Dt от одного до другого диска они поворачиваются на угол j=wDt. Измерение угла поворота дает время пролета. Таким образом, скорость пули определится как v =L/Dt=Lw/j, где L - заданное расстояние между дисками.

Рис. 4

Теперь представьте себе, что из сосуда с газом через очень тонкое отверстие вылетает пучок молекул. На своем пути молекулы встречают вращающиеся с одной и той же постоянной угловой скоростью w два соосных диска с прорезями. Прорези составляют между собой фиксированный угол j. Через обе прорези пролетят только молекулы, имеющие скорость, при которой время пролета от диска до диска равно времени поворота диска на угол j. Данное устройство называется селектором скоростей. Подбирая угловую скорость вращения или задавая различные углы, можно добиться, чтобы молекулы, имеющие только определенную скорость, пролетели через селектор. В качестве источника молекул используют печь, в которой испаряют металл. Газ представляет собой металлический пар. Молекулы металла легко улавливать. Они оседают на собирающую пластинку.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: