Скорости молекул (окончание)

Измерение скоростей молекул

Значения скоростей молекул, предсказываемые молекулярно-кинетической теорией, казались некоторым учёным слишком большими, что было одним из возражений против этой теории.

В начале 20-го века немецкий физик Отто Штерн поставил опыт, в котором скорости молекул были измерены непосредственно. Вдоль общей оси двух жёстко соединённых цилиндров А и В расположена покрытая серебром проволока (рис. 41.3). Воздух из пространства между цилиндрами откачан. Проволоку нагревают электрическим током, вследствие чего атомы серебра начинают испаряться. Из цилиндра А они могут вылететь только через узкую щель. В результате через некоторое время на внутренней поверхности цилиндра В появлялась узкая серебряная полоса 1 точно напротив щели.

Рис. 41.3

Затем ток выключали, раскручивали соединённые цилиндры вокруг их общей оси и снова включали ток. На этот раз вместо узкой полосы напротив щели возникала довольно широкая и к тому же смещённая полоса 2.

Чем же обусловлены смещение полосы и её расширение?

Смещение полосы было обусловлено тем, что за то время, пока атомы серебра пролетали от щели в цилиндре А до поверхности цилиндра В, сами цилиндры успевали повернуться на заметный угол.

Расширение же полосы было обусловлено тем, что скорости атомов при одной и той же температуре различны. Поэтому можно говорить только о средних значениях модуля скорости или о среднеквадратичной скорости.

Результаты опыта Штерна полностью подтвердили предсказания молекулярно-кинетической теории.

<<< К началу