ли з інтервалів dv 'і dvi в dv і dv1. Середнє число зворотних зіткнень пропорційно
(2.5)
Принцип детального рівноваги полягає в тому, що в стані хаотичного руху, відповідного теплового рівноваги, швидкості прямого і зворотного процесів повинні бути однакові. У даному випадку це відповідає виконанню умови
(2.6)
Можна показати, що твори елементів обсягу в просторі швидкостей для прямих і зворотних зіткнень рівні. Тому написане вище умова переходить у співвідношення
(2.7)
Логарифмування цього співвідношення дає
(2.8)
Отримане рівність означає, що натуральні логарифми функції розподілу є так званими адитивними інваріантами. Вони можуть бути виражені через лінійну комбінацію величин, які зберігаються в парних зіткненнях частинок, а саме маси, імпульсу і кінетичної енергії частинок.
(2.9)
Константи a, і c можна визначити через відомі макроскопічні параметри газу - щільність n, швидкість v0 і температуру T. Тоді в спочиваючому газі (v0 = 0) максвеллівський розподіл за швидкостями, наступне з (2.9), має вигляд
(2.10)
Використовуючи цей результат, за допомогою виразу (2.4) можна визначити відносну частку молекул, абсолютні швидкості яких лежать в деякому вузькому інтервалі значень dv,
(2.11)
Вид розподілу dn/ndv, описуваного виразом (2.11), для двох різних температур (T2> T1) представлений на рис. 9. br/>В
Малюнок 9
Площі під кожною кривою виявляються, очевидно, однаковими, що випливає з нормировки на задану щільність частинок n. З представленого графіка видно, що більшість частинок має швидкості, близькі до деякого середнього значення, і лише мале їх число має досить високими або низькими швидкостями. За допомогою розподілу (2.11) можуть бути розраховані такі характеристики як середня, середньоквадратична і найбільш ймовірна швидкість теплового руху молекул, число зіткнень молекул зі стінкою і інші важливі параметри газу.
В
3 . Альтернативні способи вимірювання
3.1 Спін
Будь-яке обертове тіло має моментом імпульсу щодо свого центру мас; це власний момент тіла, або спін. Спіновий момент, або просто, спін атома або атомного ядра є характеристикою, аналогічною моменту імпульсу обертового дзиги або гіроскопа. Момент імпульсу твердого тіла, що обертається навколо осі, визначається як сума моментів імпульсів всіх частинок цього тіла відносно тієї ж осі; цей момент дорівнює сумі творів маси частинки на її швидкість і на найкоротша відстань частинки до осі обертання. Вектор моменту імпульсу паралельний осі обертання і спрямований у бік переміщення гвинта з правою різьбою при такому ж обертанні. Спін атомів і ядер вимірюється в одиницях h/2p, де h - постійна Планка, рівна 6,6261 Ч10-34 ДжЧс. Експериментально встановлено, що в цих одиницях (відповідно до правил квант...
