U drugoj polovini devetnaestog veka, proučavanje Brownovog (haotičnog) kretanja molekula izazvalo je veliko interesovanje mnogih teoretskih fizičara tog vremena. Supstanca koju je razvio škotski naučnik Džejms, iako je bila opšte prihvaćena u evropskim naučnim krugovima, postojala je samo u hipotetičkom obliku. Tada za to nije bilo praktične potvrde. Kretanje molekula ostalo je nedostupno direktnom posmatranju, a mjerenje njihove brzine činilo se jednostavno nerješivim naučnim problemom.
Zato su eksperimenti koji su u praksi mogli dokazati samu činjenicu molekularne strukture materije i odrediti brzinu kretanja njenih nevidljivih čestica u početku doživljavani kao fundamentalni. Odlučujuća važnost ovakvih eksperimenata za fizičke nauke bila očigledna, jer je omogućila da se dobije praktično opravdanje i dokaz validnosti jedne od najprogresivnijih teorija tog vremena - molekularne kinetike.
Do početka dvadesetog veka svjetska nauka dostigla dovoljan nivo razvoja za nastanak realne mogućnosti eksperimentalna verifikacija Maxwellove teorije. Njemački fizičar Otto Stern je 1920. godine, koristeći metodu molekularnog snopa, koju je izmislio Francuz Louis Dunoyer 1911. godine, uspio izmjeriti brzinu kretanja molekula plina srebra. Sternov eksperiment je nepobitno dokazao validnost zakona.Rezultati ovog eksperimenta potvrdili su ispravnost procene atoma, koja je proizašla iz hipotetičkih pretpostavki Maksvela. Istina, Sternovo iskustvo moglo je pružiti samo vrlo približne informacije o samoj prirodi gradacije brzine. Više detaljne informacije nauka je morala da čeka još devet godina.
Lammert je 1929. godine uspio provjeriti zakon raspodjele s većom preciznošću, koji je donekle poboljšao Sternov eksperiment propuštanjem molekularne zrake kroz par rotirajućih diskova koji su imali radijalne rupe i bili pomaknuti jedan u odnosu na drugi za određeni kut. Promjenom brzine rotacije jedinice i ugla između rupa, Lammert je uspio izolirati pojedinačne molekule iz zraka koji imaju različite karakteristike brzine. Ali upravo je Sternovo iskustvo postavilo temelje za eksperimentalna istraživanja u polju molekularne kinetičke teorije.
Godine 1920. stvorena je prva eksperimentalna instalacija neophodna za izvođenje eksperimenata ove vrste. Sastojao se od para cilindara koje je Stern lično dizajnirao. Unutar uređaja je postavljena tanka platinasta šipka presvučena srebrom, koja je isparila kada se osovina zagrijala strujom. U uslovima vakuuma koji su se stvarali unutar instalacije, uski snop atoma srebra prošao je kroz uzdužni prorez izrezan na površini cilindara i složio se na posebnom vanjskom ekranu. Naravno, jedinica je bila u pokretu, a za vrijeme dok su atomi stigli do površine, uspjela je da se rotira pod određenim uglom. Na taj način je Stern odredio brzinu njihovog kretanja.
Ali ovo nije jedino naučno dostignuće Otta Sterna. Godinu dana kasnije, on je zajedno s Walterom Gerlachom izveo eksperiment koji je potvrdio prisustvo spina u atomima i dokazao činjenicu njihove prostorne kvantizacije. Stern-Gerlach eksperiment zahtijevao je stvaranje posebne eksperimentalne postavke sa snagom u svojoj srži. Pod uticajem magnetsko polje generisane ovom moćnom komponentom su se skretale u skladu sa orijentacijom sopstvenog magnetnog spina.
Općinski obrazovne ustanove gimnazija br. 1
Centralni okrug Volgograda
Čas fizike na temu
Kretanje molekula. Eksperimentalno određivanje molekulskih brzina
10. razred
Pripremio: nastavnik fizike najviša kategorija
Petrukhina
Marina Anatoljevna.
UMK: N. S. Purysheva,
N. E. Vazheevskaya,
D. A. Isaev
"Fizika - 10", radna sveska za ovaj udžbenik i multimedijalni dodatak za udžbenik.
Volgograd, 2015
Lekcija na temu
Kretanje molekula.
Eksperimentalno određivanje molekulskih brzina
10. razred
anotacija.
Razumijevanje kritična pitanja moderna fizika nemoguće bez nekih, barem najelementarnijih ideja o statističkim zakonima. Razmatranje plina kao sistema koji se sastoji od ogromnog broja čestica omogućava nam da u pristupačnom obliku damo ideju o vjerovatnoći, statističkoj prirodi zakona takvih sistema, statističkim distribucijama koje pokazuju s kojom vjerovatnoćom su čestice sistema imaju jednu ili drugu vrijednost parametara koji određuju njihovo stanje, i na osnovu toga izložiti glavne odredbe klasične teorije plinova. Jedna od lekcija koja nam omogućava da formiramo ovu ideju uključuje predstavljenu lekciju o nastavnim materijalima izdavačke kuće Drofa: udžbenik fizike N. S. Purysheva, N. E. Vazheevskaya, D. A. Isaev, radnu svesku za ovaj udžbenik i multimedijalnu aplikaciju za udžbenik.
Objašnjenje.
Ova lekcija se može naučiti tokom proučavanja teme „Osnove MCT strukture materije“ u 10. razredu.
Novi materijal Lekcija omogućava učenicima da prodube svoja znanja o osnovama kinetičke teorije gasova i da ih koriste pri rešavanju zadataka za određivanje brzina molekula različitih gasova.
Svaka faza lekcije popraćena je tematskim slajdom multimedijalne aplikacije i video fragmentom.
Svrha lekcije:
Aktivnost: formiranje novih načina aktivnosti kod učenika (sposobnost postavljanja i odgovaranja na efikasna pitanja; diskusija o problemskim situacijama; sposobnost evaluacije svojih aktivnosti i znanja).
Ciljevi lekcije:
edukativni: razvijanje sposobnosti analize, upoređivanja, prenošenja znanja u nove situacije, planiranja svojih aktivnosti prilikom konstruisanja odgovora, izvršavanja zadataka i traženja aktivnosti kroz fizički koncepti(najvjerovatnije brzina, prosječna brzina, prosjek kvadratna brzina), aktivirati mentalna aktivnost studenti.
Obrazovanje: usađivanje discipline pri izvođenju grupnih zadataka, stvaranje uslova za pozitivnu motivaciju pri učenju fizike, korištenje različitih tehnika aktivnosti, prenošenje zanimljivih informacija; negovati osjećaj poštovanja prema sagovorniku, individualnu kulturu komunikacije.
razvojni: razviti sposobnost konstruisanja nezavisnih izjava u usmeni govor na osnovu naučenog edukativni materijal, razvoj logičko razmišljanje, razvoj vještine jedinstvenog matematičkog pristupa kvantitativnom opisu fizičke pojave zasnovano na molekularnim konceptima pri rješavanju problema.
Vrsta lekcije: lekcija učenja novog gradiva.
Nastavne metode: heuristički, eksplanatorno - ilustrativni, problemski, demonstracijski i praktični zadaci, rješavanje zadataka fizičkog sadržaja.
Očekivani rezultati:
biti u stanju izvući zaključke na osnovu eksperimenta;
razviti pravila diskusije i slijediti ih;
razumjeti značenje pitanja o kojima se raspravlja i pokazati interesovanje za temu.
Pripremna faza: poznavanje osnovnih jednačina, ovisnosti o ovoj temi (teorijski blok o temi dostupan je svakom studentu u obliku bilješke s predavanja)
Oprema: uređaj za demonstriranje Sternovog eksperimenta;
kompjuter i projektor za demonstraciju prezentacije i video klipa “The Stern Experience”.
Faze lekcije.
Organizaciona faza (pozdrav, provjera spremnosti za čas, emocionalno raspoloženje), (1 minuta)
Faza postavljanja ciljeva, ciljevi lekcije i problemi o metodi mjerenja brzine molekula, (4 minute)
Faza proučavanja novog obrazovnog materijala, prikazivanje slajdova prezentacije sa komentarima učenika, što vam omogućava da stvorite vizuelni utisak o temi, aktivirate vizuelno pamćenje (provjerite nivo savladavanja sistema pojmova na ovu temu), (20 minuta)
Faza učvršćivanja stečenog znanja pri rješavanju problema (primjena znanja u praksi i njegovo sekundarno razumijevanje), (8 minuta)
Faza generalizacije i sumiranja časa (analizirati uspješnost savladavanja znanja i metoda aktivnosti), (4 minute)
Informacije o zadaća(usmjeren na dalji razvoj znanje), (1 minuta)
Refleksija, (2 minute)
Skripta lekcije.
Aktivnosti nastavnika fizike
Aktivnost učenika
Organizaciona faza.
Zdravo momci! Drago mi je da vam poželim dobrodošlicu na lekciju, na kojoj ćemo nastaviti da otvaramo stranice u poznavanju klasične teorije gasova. Pred nama nas očekuju zanimljiva otkrića. Pozdravite se.
Onda počnimo...
Postavljanje ciljeva i motivacija.
U prošloj lekciji smo se upoznali sa osnovnim principima molekularne kinetičke teorije idealan gas. Učestvujući u kontinuiranom haotičnom kretanju, molekule se neprestano sudaraju jedna s drugom, dok se broj čestica sudara njihovu brzinu su različiti u svakom trenutku.
Šta mislite, šta nas danas „očekuje“ tema lekcije?
Da, zaista, cilj koji smo si danas postavili je upoznavanje s jednom od metoda za određivanje brzine kretanja molekula - metodom molekularnog snopa, koju je predložio njemački fizičar Otto Stern 1920. godine.
Otvorili smo sveske, zapisali datum i temu današnjeg časa: Kretanje molekula. Eksperimentalno određivanje brzina molekularnog kretanja.
Prisjetimo se koja je brzina toplinskog kretanja molekula?
Izračunajmo brzinu molekula srebra Ag prilikom isparavanja sa površine, T = 1500K.
Da vas podsetim da je brzina zvuka 330 m/s, a brzina molekula srebra 588 m/s, uporedite.
Izračunajmo brzinu molekula vodonika H 2 na temperaturi blizu apsolutne nule T=28K.
Na primjer: brzina putnički avion– 900 m/s, brzina Meseca oko Zemlje je 1000 m/s.
Sada se stavite na mjesto naučnika 19. vijeka, kada su ovi podaci dobijeni, pojavile su se sumnje u ispravnost same kinetičke teorije. Uostalom, poznato je da se mirisi prilično sporo šire: potrebno je vrijeme od nekoliko desetina sekundi da se miris parfema prosutog u jednom uglu prostorije proširi u drugi ugao.
Stoga se postavlja pitanje: koja je stvarna brzina molekula?
Kada se miris parfema širi, postoji li nešto što ometa molekule parfema?
Kako to utječe na brzinu usmjerenog kretanja molekula?
Izračunajmo brzinu molekula vodonika H 2 na temperaturi bliskoj sobnoj temperaturi T=293K.
Koja je onda brzina? Šta?
Ali kako to izmjeriti, odrediti njegovu vrijednost u praksi? Hajde da rešimo sledeći problem:
Neka postoji 1 molekul. Potrebno je odrediti brzinu slobodnog puta molekula. Kako se molekuli kreću između sudara?
Pustite da molekul putuje 1 metar, pronađite vrijeme pri brzini vodonika od 1911 m/s, ispostavilo se da je 0,00052 s.
Kao što vidite, vremena je veoma kratko.
Ponovo nastaje problem!
Faza učenja novog obrazovnog materijala.
Nemoguće je riješiti ovaj problem u školskom okruženju; Otto Stern (1888-1970) je to učinio za nas 1920. godine, zamijenivši translacijsko kretanje rotacijskim.
Pogledajmo kratak video klip, a zatim razgovarajmo o nekim pitanjima.
Koju je instalaciju koristio O. Stern?
Kako je eksperiment izveden?
Vrijednosti brzine su dobivene blizu brzine izračunate po formuli:
, 
,
Gdje 
– linearna brzina tačke na površini cilindra B.
, To
, što je u skladu s molekularno kinetičkom teorijom. Brzina molekula se poklapa sa izračunatom dobijenom na osnovu MCT, što je bila jedna od potvrda njene validnosti.
Iz iskustva O. Sterna, ustanovljeno je da na temperaturi od 120 0 C brzine većine atoma srebra leže u rasponu od 500 m/s do 625 m/s. Kada se eksperimentalni uvjeti promijene, na primjer, temperatura tvari od koje je napravljena žica, dobiju se druge vrijednosti brzine, ali se priroda raspodjele atoma u deponiranom sloju ne mijenja.
Zašto je srebrna traka u Sternovom eksperimentu pomaknuta i zamućena na rubovima, a također je neujednačena po debljini?
Kakav zaključak se može izvući o raspodjeli brzina atoma i molekula?
Razmotrite tabelu br. 12 udžbenika na strani 98 za molekule azota. Šta se vidi iz tabele?
Engleski fizičar D.C. Maxwell je također smatrao nevjerovatnim da se svi molekuli kreću istom brzinom. Po njegovom mišljenju, na bilo kojoj temperaturi, većina molekula ima brzine koje leže u prilično uskim granicama, ali neki molekuli se mogu kretati većim ili manjim brzinama. Štaviše, vjerovao je naučnik, u svakoj zapremini plina na datoj temperaturi postoje molekuli s vrlo malim i vrlo velikim brzinama. U sudaru jedni s drugima, neki molekuli povećavaju brzinu, dok drugi smanjuju. Ali ako je plin u stacionarnom stanju, tada broj molekula s jednom ili drugom brzinom ostaje konstantan. Na osnovu ove ideje, D. Maxwell je istraživao pitanje raspodjele brzina molekula u plinu u stacionarnom stanju.
On je ustanovio ovu zavisnost mnogo prije eksperimenata O. Sterna. Rezultati rada D. K. Maxwella dobili su univerzalno priznanje, ali nisu eksperimentalno potvrđeni. To je uradio O. Stern.
Razmisli o tome? Koja je zasluga O. Sterna?
Pogledajmo sl. 64 na strani 99 udžbenika i ispitati prirodu raspodjele molekula po brzini.
Oblik funkcije raspodjele molekularne brzine, koji je teoretski odredio D. Maxwell, kvalitativno se podudarao sa profilom taloženja atoma srebra na mesinganoj ploči u eksperimentu O. Sterna.
Proučavanje profila srebrne trake omogućilo je naučniku da zaključi postojanje najvjerovatnija prosječna brzina kretanje čestica (tj. brzina kojom se kreće najveći broj molekule).
Gdje se pomiče maksimum krivulje distribucije s porastom temperature?
Pored najvjerovatnijih i prosječnih brzina, kretanje molekula karakterizira i srednji kvadrat brzine:
, a kvadratni korijen ove vrijednosti je srednja kvadratna brzina.
Pogledajmo ponovo kako je došlo do spoznaje kada se proučava pitanje brzine kretanja molekula?
Faza učvršćivanja stečenog znanja pri rješavanju problema.
Napravimo matematičke proračune i testirajmo teoriju konkretnu situaciju.
Zadatak br. 1
Koju brzinu je imao molekul srebrne pare ako je njegov ugaoni pomak u Sternovom eksperimentu bio 5,4º pri brzini rotacije uređaja od 150 sˉ¹? Udaljenost između unutrašnjeg i vanjskog cilindra je 2 cm.
Faza generalizacije i sumiranje lekcije
Danas smo na času učili o jednoj od metoda za određivanje brzine kretanja molekula - metodi molekularnog snopa, koju je predložio njemački fizičar Otto Stern.
Kakav je značaj iskustva O. Sterna u razvoju ideja o strukturi materije?
Informacije o domaćem zadatku.
Refleksija.
Tokom naše lekcije pokazali ste se kao pronicljivi teoretičari, sposobni ne samo da uočite sve novo i zanimljivo oko sebe, već i da samostalno vodite Naučno istraživanje.
Naša lekcija je došla do kraja.
Hajde da odgovorimo na pitanje: „Šta vam se dopalo na lekciji?“ i „Čega ste zapamtili o lekciji?“
I kao zaključak, želim da citiram Virejove reči:
“Sva otkrića u znanostima i filozofiji često proizlaze iz generalizacija ili primjene neke činjenice na druge slične činjenice.”
Hvala momci na zajedničkom radu. Drago mi je da sam te upoznao. Vidimo se!
Tema lekcije: Određivanje brzine kretanja molekula.
(učenici zapisuju datum i temu časa u svoje sveske)
(odgovori nekoliko učenika)
, na drugoj strani
znajući to 
, odavde
, ili 
, Gdje
– univerzalna gasna konstanta, 
8,31 
Brzina molekula srebra supersonic.
590m/s, isto!!! Ne može biti!
Koju brzinu trebamo pronaći i izmjeriti?
Molekuli zraka interferiraju.
Smanjuje se.
Imamo veliku brzinu, a ništa ne sprečava molekule da se kreću?
Brzina slobodnog puta molekula.
Ravnomjerno.
Kako to izmjeriti?
(pogledajte video)
Instalacija se sastojala od: platinaste niti presvučene tankim slojem srebra, koja se nalazila duž ose unutar cilindra poluprečnika 
i spoljni cilindar 
. Vazduh se ispumpava iz cilindra.
Kada je električna struja prošla kroz žicu, ona se zagrijala na temperaturu iznad tačke topljenja srebra 961,9 0 C. Zidovi vanjskog cilindra su ohlađeni kako bi se molekuli srebra bolje smjestili na putanji ekrana. Instalacija je rotirana ugaonom brzinom od 2500 – 2700 o/min.
Kada se uređaj rotirao, srebrna traka je poprimila drugačiji izgled jer kada bi svi atomi koji su izletjeli iz niti imali istu brzinu, onda se slika proreza na ekranu ne bi mijenjala u obliku i veličini, već bi se samo pomicala. malo u stranu. Zamućenost srebrne trake ukazuje da se atomi koji izlaze iz vruće niti kreću sa različitim brzinama. Atomi koji se kreću brzo kreću se manje od atoma koji se kreću manjom brzinom.
Raspodjela atoma i molekula po brzini predstavlja određeni obrazac koji karakterizira njihovo kretanje.
Tabela pokazuje da najveći broj molekula dušika ima brzine od 300 m/s do 500 m/s.
91% molekula ima brzine uključene u rasponu od 100m/s do 700m/s.
9% molekula ima brzine manje od 100 m/s i veće od 700 m/s.
O. Stern je, koristeći metodu molekularnog snopa koju je izumio francuski fizičar Louis Dunoyer (1911), izmjerio brzinu molekula plina i eksperimentalno potvrdio raspodjelu molekula plina po brzini koju je dobio D. C. Maxwell. Rezultati Sternovog eksperimenta potvrdili su ispravnost procjene prosječne brzine atoma, koja slijedi iz Maxwellove raspodjele.
Iz grafikona je bilo moguće odrediti pomak za sredinu slike proreza i shodno tome izračunati prosječna brzina
kretanje atoma.
Kod T 2 T 1 maksimum krivulje distribucije se pomiče u regiju velike vrijednosti brzine
N. S. Purysheva, N. E. Vazheevskaya, D. A. Isaev, udžbenik „Fizika - 10“, radna sveska za ovaj udžbenik.
Fizika: 3800 zadataka za školarce i studente. – M.: Drfa, 2000.
Rymkevich A.P. Zbirka zadataka iz fizike. 10-11 razredi – M.: Drfa, 2010.
L. A. Kirik “Nezavisni i test papiri u fizici." 10. razred. M.: Ilexa, Harkov: Gimnazija, 1999.
Enciklopedija za djecu. Tehnika. M.: Avanta+, 1999.
Enciklopedija za djecu. fizika. Dio I. M.: Avanta+, 1999.
Enciklopedija za djecu. fizika. Ch.P.M.: Avanta+, 1999.
Fizički eksperiment u školi./ Comp. G. P. Mansvetova, V. F. Gudkova. - M.: Obrazovanje, 1981.
Glazunov A. T. Tehnologija u toku fizike srednja škola. M.: Obrazovanje, 1977.
U početku se pretpostavljalo da se molekuli kreću različitim brzinama.
Ove brzine su povezane s temperaturom i postoji određeni zakon za raspodjelu molekula po brzini, koji slijedi iz opažanja, posebno Brownovog kretanja.
Eksperiment je jedan od osnovnih fizičkih eksperimenata. Trenutno nuklearno molekularna nauka potvrđeno brojnim eksperimentima i općeprihvaćeno.
Refleksija obrazovne aktivnosti.
Danas sam saznao...
Bilo je zanimljivo…
Bilo je teško…
Shvatio sam da...naucio sam...
Bio sam iznenađen...
rabljene knjige:
Elektronske aplikacije:
L. Ya. Borevsky „Kurs fizike XXI veka“, osnovni + za školarce i kandidate. MediaHouse. 2004
Interaktivni kurs fizike za 7-11 razred. Physikon doo, 2004. Ruska verzija „Žive fizike“, Institut za nove tehnologije
Fizika, X-XI razred. Multimedijalni kurs-M.: Russobit Publishing LLC.-2004 (http://www. russobit-m. ru/)
Otvorena fizika. Za 2 sata (CD) / Ed. CM. Koza. – M.: Physikon doo. - 2002 (http://www.physicon.ru/.)
Sredinom 19. stoljeća formulisana je molekularno-kinetička teorija, ali tada nije bilo dokaza o postojanju samih molekula. Cijela teorija se temeljila na pretpostavci kretanja molekula, ali kako izmjeriti brzinu njihovog kretanja ako su nevidljive?
Teoretičari su prvi pronašli izlaz. Iz jednadžbe molekularne kinetičke teorije plinova poznato je da
Dobivena je formula za izračunavanje srednje kvadratne brzine, ali je masa molekula nepoznata. Zapišimo vrijednost υ sq drugačije:
 |
(2.1.2) |
I mi to onda znamo
| (2.1.3) |
Gdje R- pritisak; ρ - gustina. To su već izmjerene veličine.
Na primjer, sa gustinom dušika od 1,25 kg/m3, pri t = 0 °C i P= 1 atm, brzina molekula azota. za vodonik: 
.
Zanimljivo je primijetiti da je brzina zvuka u plinu bliska brzini molekula u ovom plinu, gdje je γ - Poissonov omjer. Ovo se objašnjava sa zvučni talasi nose molekuli gasa.
Činjenicu da atomi i molekuli idealnih plinova u toplinski ravnotežnom snopu imaju različite brzine potvrdio je njemački fizičar Otto Stern (1888-1969) 1920. godine. Dijagram njegove instalacije prikazan je na sl. 2.1.
Rice. 2.1
Platinum konac A, spolja presvučen srebrom, nalazi se duž ose koaksijalnih cilindara S1, S3,. Unutar cilindara održava se nizak pritisak reda Pa. Kada se struja propušta kroz platinastu nit, ona se zagrijava do temperature iznad tačke topljenja srebra (961,9 °C). Srebro isparava i njegovi atomi prolaze kroz uske proreze u cilindru S 1, i otvor blende S 2, poletjeti na ohlađenu površinu cilindra S 1, na kojoj su deponovani. Ako su cilindri S1, S3 a dijafragma se ne rotira, snop se taloži u obliku uske trake D na površini cilindra S 3. Ako se cijeli sistem rotira ugaonom brzinom 
tada se slika proreza pomiče na tačku D´ i postaje mutna.
Neka l- udaljenost između D I D´, mjereno duž površine cilindra S 3, jednaka je gdje je linearna brzina tačaka na površini cilindra S 3, radijus R; je vrijeme potrebno atomima srebra da pređu udaljenost. Dakle, imamo gdje je moguće odrediti brzinu toplinskog kretanja atoma srebra. Temperatura filamenta u Sternovim eksperimentima bila je 1200 °C, što odgovara srednjoj kvadratnoj brzini. U eksperimentu je dobijena vrijednost za ovu vrijednost od 560 do 640 m/s. Osim toga, slika proreza D´ uvijek izgledalo zamućeno, što ukazuje da se atomi Ag kreću različitim brzinama.
Dakle, u ovom eksperimentu nisu samo izmjerene brzine molekula plina, već je i pokazano da imaju veliki razmak u brzinama. Razlog je slučajnost termičkog kretanja molekula. Još u 19. veku, J. Maxwell je tvrdio da su molekuli, koji se nasumično sudaraju jedni s drugima, nekako „raspoređeni“ u brzini, i to na vrlo specifičan način.
U dijelu o pitanju Sternovo iskustvo? recite ukratko ono najvažnije od autora probudi se najbolji odgovor je Sternov eksperiment je bio eksperiment koji je prvi izveo nemački fizičar Otto Stern 1920. Iskustvo je bilo jedno od prvih praktični dokazi konzistentnost molekularne kinetičke teorije strukture materije. Direktno je mjerio brzinu toplinskog kretanja molekula i potvrdio prisustvo distribucije molekula plina po brzini.
Za izvođenje eksperimenta Stern je pripremio uređaj koji se sastoji od dva cilindra različitih radijusa, čija se os poklapa i na nju je postavljena platinasta žica presvučena slojem srebra. Kontinuiranim pumpanjem vazduha u prostoru unutar cilindara održavan je dovoljno nizak pritisak. Kada je električna struja prošla kroz žicu, došlo je do tačke topljenja srebra, zbog čega su atomi počeli da isparavaju i leteli ka unutrašnjoj površini malog cilindra jednoliko i pravolinijski brzinom v koja odgovara naponu primenjenom na krajeve konca. U unutrašnjem cilindru napravljen je uski prorez kroz koji su atomi mogli nesmetano letjeti dalje. Zidovi cilindara su posebno hlađeni, što je doprinijelo „taloženju“ atoma koji su padali na njih. U tom stanju, na unutrašnjoj površini velikog cilindra formirala se prilično jasna uska traka srebrne ploče, koja se nalazi direktno nasuprot proreza malog cilindra. Tada je cijeli sistem počeo da se okreće određenom dovoljno velikom ugaonom brzinom ω. U ovom slučaju, traka plaka se pomaknula u smjeru suprotnom od smjera rotacije i izgubila svoju jasnoću. Mjerenjem pomaka s najtamnijeg dijela trake sa njegove pozicije kada je sistem mirovao, Stern je odredio vrijeme leta, nakon čega je pronašao brzinu kretanja molekula:
,
gdje je s pomak trake, l je udaljenost između cilindara, a u je brzina kretanja točaka vanjskog cilindra.
Ovako pronađena brzina kretanja atoma srebra poklapala se sa brzinom izračunatom prema zakonima molekularne kinetičke teorije, a činjenica da je nastala traka bila zamagljena svjedoči o tome da su brzine atoma različite i raspoređene prema određeni zakon - Maxwellov zakon distribucije: atomi, oni koji se kreću brže, pomaknuti su u odnosu na traku koji se dobija u mirovanju na manjim udaljenostima od onih koji se kreću sporije
Drzac za kljuceve
Pro
(641)
moraš da biraš, ali šta si hteo?
Članak o riječi " Strogo iskustvo" u Velikoj sovjetskoj enciklopediji pročitan je 5743 puta