Page 29 - 6375

визначити число молекул ідеального газу, швидкості яких лежать в інтервалі від до +

і мають потенціал = в полі зовнішніх сил:

4 3/2 ∆ 2
2
= − ∙ − 2 .
0
2

∆
У цьому розподілі є два незалежних множники: больцманівський − та

2
макевелівський − 2 . Це свідчить про те, що розподіл Больцмана не залежить від розподілу

швидкостей, а розподіл Максвелла – від потенціалу молекул у полі зовнішніх сил.
13.9. Досліди Штерна і Ламмерта. Великий інтерес становить безпосереднє

експериментальне визначення швидкостей газових молекул. Воно є прямим підтвердженням
багатьох результатів та положень молекулярно-кінетичної теорії. Вперше таке дослідження

провів О. Штерн у 1920 р. Джерелом атомів, швидкість яких вимірювалась, у досліді
Штерна був молекулярний пучок атомів срібла . Схему установки наведено на рис. 11. На

осі системи двох коаксіальних циліндричних поверхонь натягнуто платиновий дріт,

покритий шаром срібла. В інших дослідах використовували також вісмут, кадмій, цезій. Дріт
розігрівається електричним струмом. Так, при температурі близько 1300 ° срібло з

поверхні дроту випаровується. В такий спосіб створювалося лінійне джерело « –

променів» і в камері циліндрів, повітря з якої заздалегідь відкачувалося до тиску 1,3 ∙
−4
10 Па, утворювався одноатомний газ срібла. Частина атомів срібла через діафрагми і
2
1
проходила, утворюючи молекулярний пучок, до поверхні зовнішнього циліндра, де осідала
на прозорій пластинці, створюючи шар у вигляді вузької смуги.

На першій стадії досліду Штерна установка перебуває в стані спокою. При

досягненні рівноважного стану (температура дроту досягала певного значення, яке визначали
за його світінням) атоми срібла осідали біля точки (насправді біля точки утворювалась

смуга завширшки 0,4 мм з досить різко визначеними краями). На другій стадії досліду
обидва циліндри приводились в досить швидке обертання з частотою 41,7 с . При цьому
−1
атоми срібла, рухаючись у вакуумі прямолінійно, осідали біля точки . Зміщення смуги

пояснюється тим, що поки атоми срібла пролітають за інерцією шлях , зовнішній циліндр
встигає повернутися на кут = , тобто кожна точка зовнішнього циліндра зміщується на

відстань ∆ = , де – кутова швидкість його обертання; – час, за який атоми срібла

проходять шлях . Отже,

∆
= = ,