Что такое молекулярный пучок

Чтобы понять, как он получается, нужно вернуться к картине движения молекул в газе. Из-за хаотичности столкновений траектория полета каждой молекулы представляет собой зигзагообразную линию. Для величины расстояния I между двумя столкновениями существует определенный закон распределения. Если суммировать очень большое число величин h; h; h... и разделить результат на число столкновений, то независимо от того, с какой молекулой проделана эта мысленная операция, всегда получится одна и та же величина, называемая средней длиной свободного пробега. Из кинетической теории газов следует, что она обратно пропорциональна давлению газа. Средняя длина свободного пробега играет весьма важную роль в устройствах для получения молекулярного пучка.

Представим себе сосуд, разделенный непроницаемой перегородкой на две камеры. В левой камере заключен какой-то газ, а в правой поддерживается вакуум. Проделаем теперь в перегородке щель, через которую может проходить газ, и рассмотрим два случая.

Первый случай. Если размеры щели значительно превышают длину свободного пробега, то масса газа устремится из левой камеры в правую, образуя расширяющуюся вследствие столкновений струю. Такое истечение газа описывается законами аэродинамики и не имеет ничего общего с молекулярным пучком.

Второй случай. Уменьшим давление газа в левой камере настолько, чтобы длина свободного пробега молекул превысила размеры щели. При таких условиях молекула газа, пролетая через щель, не успеет столкнуться с другой молекулой и, выйдя в область вакуума, будет продолжать прямолинейное движение до столкновения со стенкой сосуда. Такое истечение газа называется эффузионным. Вылетающие через щель молекулы почти никогда не встретятся (исключением будут только те крайне редкие случаи, когда быстрые молекулы догоняют медленные, летящие по той же самой траектории). В то же время из-за хаотичности движения частиц в левой камере направление вылета отдельных молекул будет самым различным.

Итак, если размеры щели меньше длины свободного пробега, получается «излучатель» отдельных молекул, движение которых происходит совершенно независимо. Если теперь поставить на пути молекул диафрагмы, то можно выделить узкий, почти параллельный пучок молекул.

С этим пучком можно проделать много интересных и важных опытов. Еще в 1911 г. Л. Дюнуае экспериментально подтвердил опытами с молекулярным пучком одно из основных положений кинетической теории газа — прямолинейность движения молекул в промежутках между столкновениями. Сейчас такой опыт показался бы даже несколько наивным, но в свое время он сыграл важную роль в экспериментальном обосновании теории. (Следует заметить, что на самом деле из-за сил земного тяготения траектории полета молекул отличаются, хотя и очень мало, от прямых линий. Этот эффект был обнаружен позднее в более тонких опытах с очень узкими пучками).

Необходимо подчеркнуть одно крайне важное свойство молекулярного пучка, которое позволило поставить еще более важные для науки опыты. Дело в том, что вылетающие через щель молекулы сохраняют то же распределение по энергиям и скоростям, которое они имели внутри камеры. Можно сказать поэтому, что молекулярный пучок — это просто образец газа, взятый из камеры-источника в очень удобном для исследования виде. Легко понять, что это дает возможность экспериментальной проверки фундаментальнейшего закона кинетической теории газов, теоретически выведенного Максвеллом,— закона распределения молекул по скоростям. Гакой опыт был впервые проделан Б. Ламбертом в 1929 г. Ввиду особенной важности вопроса эксперименты в той или иной форме проводились позже неоднократно, показывая один и тот же результат. В настоящее время справедливость закона не подвергается сомнению, поэтому если при исследовании какого-либо объекта обнаруживают отклонения от него, то это свидетельствует о присутствии в изучаемом веществе молекул другого «сорта». Именно таким способом были, например, определены в парах LiF, LiBr и LiCI димеры и тримеры соответствующих молекул.

Все же самый яркий момент в истории исследований молекулярного пучка — это опыты О. Штерна и В. Герлаха (1921 г.) с пучками атомов серебра в сильном неоднородном магнитном поле. Они доказали пространственное квантование магнитных моментов атомов и послужили одной из экспериментальных основ квантовой механики, науки, играющей ведущую роль в современной физике.

Трудно даже перечислить в журнальной статье те многообразные возможности, которые открывает применение методики молекулярного пучка в самых различных областях экспериментальной науки.


Источник - сборка мебели зевс.
00:19 15.12.2016



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Общие рассуждения о каркасном домостроении

Общие рассуждения о каркасном домостроении

Кризис кризисом, а, простите за банальность, жить надо. А жить — это, при всем многообразии человеческой деятельности, еще и строить жильё, дома. И жильё — это, пожалуй, самое необходимое, то без чего...
Алмазная резка проемов, арок, ниш

Алмазная резка проемов, арок, ниш

Алмазная резка проема - работа для профессионала. Сегодня на рынке строительных услуг за выполнение работ по изготовлению проема готова взяться любая "бригада" рабочих, с использованием ударно-разру...
Не потеряйте сайта!

Не потеряйте сайта!

Хочется сказать о несколько слов о защите собственного сайта, может кому то поможет. Не так давно, здесь у нас в Казани, я зашел в один научно исследовательский институт, по делам, а так как я занима...
Финские камины: нюансы и преимущества

Финские камины: нюансы и преимущества

Многие думают, что камельки можно использовать только в декоративных целях, а печи необходимо топить утром и вечером, чтоб в доме сохранялась комфортная температура. Отметим, сегодня это не так, все б...
Сложная экономическая ситуация стимулирует энергосбережение

Сложная экономическая ситуация стимулирует энергосбе...

В апреле текущего года Россия и Германия планируют зарегистрировать совместное агентство по энергоэффективности и энергосбережению. Эту информацию сообщил журналистам министр энергетики РФ Сергей Шмат...
Продвижение сайта в Интернете

Продвижение сайта в Интернете

В первую очередь продвижение сайта я разделяю на две части:1. Оптимизация – это оптимизация сайта под поисковые системы, наращивание тИЦ – (тематического индекса цитирования) и PR (PageRank). Использо...
Познавательное

Вкусные рецепты: Постная коврижка "Любимому м

Постная коврижка "Любимому мужу"В горячей воде растворяем сахар, добавляем масло и протертую клюкву;...

Экслюзивное интервью с Dj Viva Dior.

Вика, с чего началась твоя диджейская карьера? Долгое время я танцевала и, видимо, переросла этот эт...

Как правильно озеленить дом?

Перед тем как остановить свой выбор на каком-либо комнатном растении, нужно подумать, будет ли ...

Вред дрожжей

Дрожжи – это, пожалуй, один из самых спорных продуктов на нашей кухне. Многие хозяйки не представляю...

Как охотятся косатки?

Большинство косаток — это «оседлые» или «резидентные» семейства, ...

Шалфей для зачатия

С давних времен люди считали шалфей хранилищем фитогормонов, но как эти элементы влияют на организм,...

Металлические двери СПб. Подтверждение безопасност

Один из числа значимых вопросов, которые потребуется решить всякому хозяину жилья, будь то своя квар...

О МДФ – ты мир… Ты мир преобразил!

Особенности технологии производства МДФ заключаются в том, что этот материал изготавливается из высу...

Как правильно фотографироваться?

Сейчас мало у кого из людей нет странички хотя бы в одной из социальных сетей или анкеты на одном из...

Постельное белье из шелка

Родиной шелка по праву считается Китай. Там, на берегах Великой Желтой реки около V тыс. до н.э. воз...



Новости развития информационнного портала:

Наш портал является ресурсом, который включает в себя широкий каталог познавательных и занимательных статей. Каждый посетитель отыщет для себя что-нибудь нужное. Адаптированный дизайн дает возможность вам максимально быстро находить подходящую информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех существующих планшетах. Теперь найти нужную информацию стало просто.

Мы подобрали для вас полезные и отличные статьи. У нас сайте вы отыщите ответы на необходимые для вас вопросы. Простая система поиска дает возможность вам не тратя время отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на любых гаджетах. Теперь, поиск актуальной информации будет занимать у вас секунды.