Результати досвіду О. Штерна підтвердили справедливість передвіщеного Р.Клаузиус значення швидкості руху молекул газу, послужили яскравим доказом вірності отриманого Д. Максвеллом закону розподілу кількості молекул за швидкостями і з'явилися, в кінцевому рахунку, блискучим свідченням правильності молекулярно-кінетичних уявлень про будову речовини, а також статистичного характеру закономірностей, яким підкоряється поведінка молекулярних систем.
Зобразимо отриманий Д. Максвеллом результат графічно (рис. 5). По осі абсцис відкладемо можливі різні значення швидкостей молекул V і інтервалів цих швидкостей О”V. За осі ординат відкладемо О”N/N В· О”V.
Площа густо заштрихованої фігури чисельно дорівнює частці О”N/N загального числа молекул N зі швидкостями між V і V + О”V. Площа, обмежена кривою розподілу і віссю абсцис, дорівнює одиниці.
В
Малюнок 5 Розподіл молекул за швидкостями (Т2> T1) [2]
Криві розподілу молекул за швидкостями мають такі особливості:
В· вони проходять через початок координат,
В· асимптотично наближаються до осі абсцис при нескінченно великих швидкостях,
В· мають максимум,
В· асиметричні (Зліва від максимуму криві йдуть крутіше, ніж праворуч). p> Те, що крива розподілу проходить через початок координат, означає, що нерухомих молекул в газі немає. З того, що крива при нескінченно великих швидкостях асимптотично наближається до осі абсцис, слід, що дуже великі швидкості молекул малоймовірні. Значення найбільш вірогідною швидкості руху молекул відповідає максимуму кривої розподілу [3, C. 34]. Вид функції розподілу молекул за швидкістю руху, яку Д. Максвелл визначив теоретичним шляхом, якісно збігся з профілем нальоту атомів срібла на латунної платівці в досвіді О.Штерна. Досвід О. Штерна (поряд з досвідом Ж. Перрена) був першим прямим доказом справедливості молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. В даний час атомно-молекулярне вчення підтверджено численними дослідами і є загальновизнаним.
В
1.5 Удосконалені досліди Штерна
Елдрідж (1927 р.) і Ламмерт (1926-1929) ввели селектори швидкостей, що працюють на принципі зубчастого колеса (як в дослідах Фізо зі світлом). Ідея досвіду схематично зображена на рис.6. Пучок молекул з печі А коллімірованним на щілинах і потрапляв на обертові зубчасті диски D1 ​​і D2.
В
Малюнок 6 Прорізи у зубчастих дисків зміщені на кут a
Коли зубчасті диски покояться (не обертається), то атоми не проходять до реєструючої платівці Р (не осідають), оскільки щілину одного диска потрапляє на зуб другого. Коли диски обертаються, то проходять атоми певних швидкостей, тобто тільки ті, які пролетять відстань між дисками за час їх повороту на кут О± .. За кількістю атомів, обложених на пластині Р, можна судити про розподіл молекул по проекції швидкості вздовж напрямку пучка. Недоліком цього методу є те, що на платівку приходять атоми з іншими швидкост...
