Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 13. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСВЕЛЛАЭкспериментально закон распределения молекулярных скоростей был проверен Штерном. Прибор, предназначенный для этой цели, состоял из двух жестко соединенных между собой коаксиальных цилиндров (рис. 17). Вдоль оси цилиндров натягивалась покрытая серебром платиновая проволока. Внутренний цилиндр имел узкую щель, расположенную вдоль образующей цилиндра. Пространство внутри цилиндров откачивалось до высокого вакуума. По платиновой проволоке пропускался электрический ток, в результате чего проволока раскалялась. При этом с ее поверхности испарялись атомы серебра, которые, не встречая на своем пути никаких частиц, двигались прямолинейно, пока не
Рис. 17. Схема опыта Штерна. ударялись о стенки внутреннего цилиндра и не осаждались на них, образуя налет серебра. В том месте, где помещалась щель, атомы серебра проникали в пространство между цилиндрами и осаждались на внутренней поверхности внешнего цилиндра. Таким образом, возникало как бы изображение щели, подобное изображениям, получаемым в малярных работах при помощи трафарета. Описанный прибор приводился во вращательное движение вокруг оси цилиндров с угловой скоростью Во вращающемся приборе серебряный налет оказывался расположенным не против щели, а несколько смещенным в сторону. Это смещение возникало в результате того, что за время Действительно, если радиусы внешнего и внутреннего цилиндров соответственно равны
Величина смещения изображения щели:
или
откуда
На опыте наблюдается не только смещение изображения щели, но и расплывание его, обусловленное различием скоростей движения атомов серебра. Атомы, движущиеся быстро, смещаются меньше, чем атомы, движущиеся медленно. В таком простом оформлении опыта можно было определить только смещение для середины изображения щели и вычислить среднюю скорость движения атомов. Результат проверки удовлетворительно согласовывался с выводами кинетической теории газов. В последующие годы опыты Штерна многократно повторялись и усовершенствовались. В наиболее точных измерениях
Рис. 18. Опытное исследование распределения молекул по скоростям. использовалось наблюдение изменения под действием силы тяжести траектории свободно летящих в горизонтальном направлении атомов. В специальной электрической печи, помещенной в хорошо эвакуированный сосуд (остаточное давление В отсутствие силы тяжести траектории атомов были бы прямолинейны. В действительности они являлись параболами, тем более отличающимися от прямой, чем медленнее движется атом. Зная то место Результаты этих опытов изображены на рисунке 19. Вдоль оси ординат отложены значения ионизационного тока I, вдоль оси абсцисс — расстояния
Рис. 19. Сопоставление опытных даииых о распределении молекул по скоростям с законом Максвелла. получены экспериментально. Следует отметить хорошее совпадение теоретически рассчитанной кривой с данными опыта.
|
1 |
Оглавление
|