Измерение скоростей Измерение скоростей молекул газамолекул газа

Средняя скорость теплового Средняя скорость теплового движения молекулдвижения молекул

Уравнение средней кинетической Уравнение средней кинетической энергии хаотичного потупательного энергии хаотичного потупательного движения молекул газа дает движения молекул газа дает возможность найти средний возможность найти средний квадрат скорости движения квадрат скорости движения молекул. Подставив в уравнение молекул. Подставив в уравнение

Получим выражение для среднего Получим выражение для среднего квадрата скорости. Квадратный квадрата скорости. Квадратный корень из этой величины корень из этой величины называется называется средней средней квадратичной скоростью:квадратичной скоростью:

Когда впервые были получены эти Когда впервые были получены эти числа (вторая половина числа (вторая половина XIX XIX в.),многие физики были в.),многие физики были ошеломлены! Скорости молекул ошеломлены! Скорости молекул газа по расчетам оказались газа по расчетам оказались больше, чем скорости больше, чем скорости артиллерийских снарядов!артиллерийских снарядов!

На этом основании высказывали На этом основании высказывали даже сомнения в справедливости даже сомнения в справедливости кинетической теории. Ведь кинетической теории. Ведь известно, что запахи известно, что запахи распространяются довольно распространяются довольно медленно: нужно время порядка 10 медленно: нужно время порядка 10 секунд, чтобы запах духов, секунд, чтобы запах духов, пролитых в одном углу комнаты пролитых в одном углу комнаты распространился до другого угла.распространился до другого угла.

Это не трудно объяснить. Это не трудно объяснить. Из-за столкновения Из-за столкновения молекул траектория молекул траектория каждой молекулы каждой молекулы представляет собой представляет собой запутанную ломаную запутанную ломаную линию. Большие линию. Большие скорости молекула имеет скорости молекула имеет на прямолинейных на прямолинейных отрезках ломаной. отрезках ломаной. Перемещение же Перемещение же молекулы в каком-либо молекулы в каком-либо направлении в среднем направлении в среднем невелико даже за время невелико даже за время порядка нескольких порядка нескольких минут.минут.

Экспериментальное Экспериментальное определение скоростей молекулопределение скоростей молекул

Опыты по определению Опыты по определению скоростей молекул доказали скоростей молекул доказали справедливость формулы для справедливость формулы для средней квадратичной средней квадратичной скорости. Один из опытов скорости. Один из опытов был предложен и был предложен и осуществлен О. Штерном в осуществлен О. Штерном в 1920 г.1920 г.

Прибор Штерна состоит из двух Прибор Штерна состоит из двух коаксиальных цилиндров коаксиальных цилиндров A A ии BB,жестко связанных друг с другом,жестко связанных друг с другом

Вдоль оси малого цилиндра Вдоль оси малого цилиндра протянута платиновая проволочка протянута платиновая проволочка С, покрытая слоем серебра, по С, покрытая слоем серебра, по которой пропускают электрический которой пропускают электрический ток.ток. В центре цилиндра – узкая В центре цилиндра – узкая щельщель D. D. Воздух из цилиндров Воздух из цилиндров откачан.откачан.

Вначале прибор неподвижен. При прохождении Вначале прибор неподвижен. При прохождении тока по нити слой серебра испаряется. Прямо тока по нити слой серебра испаряется. Прямо против щели образуется узкая полоска против щели образуется узкая полоска серебра.серебра.

Затем цилиндры приводят во вращение с Затем цилиндры приводят во вращение с большим числом оборотов в секунду. Атомы большим числом оборотов в секунду. Атомы движущиеся с большой скоростью попадают на движущиеся с большой скоростью попадают на внутреннюю поверхность цилиндра не прямо внутреннюю поверхность цилиндра не прямо против щели,против щели,

А на некотором расстоянии А на некотором расстоянии s s от конца радиуса, от конца радиуса, проходящего через середину щели: ведь атомы проходящего через середину щели: ведь атомы движутся прямолинейно.движутся прямолинейно.

В действительности не все атомы В действительности не все атомы серебра имеют одну и ту же серебра имеют одну и ту же скорость. Поэтому расстоянияскорость. Поэтому расстояния s s для для различных атомов будут несколько различных атомов будут несколько отличаться. Им будет отличаться. Им будет соответствовать средняя скорость соответствовать средняя скорость атомов:атомов:

Модули скоростей, Модули скоростей, определенные из опыта, определенные из опыта,

совпадают с теоретическим совпадают с теоретическим значением средней квадратичной значением средней квадратичной

скорости.скорости.

Презентацию делала ученица 10 «А» Презентацию делала ученица 10 «А» класса Рыжова Татьяна класса Рыжова Татьяна