Швидкості газових молекул та їх вимірювання.

Швидкості руху газових молекул внаслідок їх хаотичного руху відрізняються як величиною, так і напрямами. У молекулярній фізиці виділяють поняття середньої <V>, середньої квадратичної <V_кв> та найбільш ймовірної (V_н) швидкостей .

Середня (або середня арифметична) швидкість

Середня квадратична швидкість

Середню квадратичну швидкість називають також тепловою.

Експериментальне визначення швидкостей газових молекул проведене у 1920р. німецьким фізиком О.Штерном.

Схема досдіду Штерна:

Атоми Ag("срібний газ") з поверхні розжа­реної дротини Д через щілину Щ летять до внутрішньої поверхні циліндра Ц. Цей циліндр разом з внутрішнім циліндром Е (екран) обертається з деякою кутовою швид­кістю ω. За час пробігу атомів від щілини циліндр Ц прокручується, тому на ньому осаджується шар срібла змінної товщини з максимумом посередині. Швидкість моле­кул, потрапивших у деяку точку В:

ω – кутова швидкість циліндрів,

R,r – радіуси великого та малого циліндрів відповідно,

ΔS – зміщення смуг атомів срібла.

Дослід підтвердив, що

В досліді Штерна отримано розмитий шар з максимумом у середній частині. Це свідчить про те, що атоми срібла мали різні швидкості. Наявність максимуму говорить про те, що найбільше атомів мають швидкість, яку називають найбільш ймовірною.