Экспериментальная проверка закона распределения

Прямая экспериментальная проверка теоретических выводов относительно распределения скоростей молекул была проведена с использованием метода молекулярных пучков. Молекулярный пучок - направленный поток молекул, движущихся в вакууме без столкновений друг с другом. Источником частиц служила печь, из которой выходил поток атомов Hg (рис.1.4.1).

Рис.1.4.1.

При прохождении атомов через щели вырезается (коллимируется) узкий пучок. Если отверстие достаточно мало (меньше средней длины свободного пробега атомов в печи), то в печи будет сохраняться равновесие газа, а атомы, выходящие в окружающий вакуум, сохранят параметры, характерные для газа в состоянии равновесия. Распределение скоростей может быть зарегистрировано в устройстве, которое отбирает молекулы, имеющие определенную скорость. Между источником и приемником пучка находится селектор скоростей, представляющий собой пару дисков на общей оси, которую можно вращать с заданной угловой скоростью. Диски одинаковы и на периферии каждого из них сделан вырез. Диски, вращаясь, действуют как две задвижки, поочередно открывающиеся и закрывающиеся. Атомы Hg, прошедшие через одно из отверстий в первом диске и имеющие скорость v, подходят ко второму диску через промежуток времени t= l /v, где l - расстояние между дисками. За время t второй диск поворачивается на угол j=w l/ v. Таким образом, при угловом расстоянии между отверстиями, равном j, лишь атомы, со скоростью v=w l /j, могут пройти через второй диск и попасть на детектор, помещенный за ним. Изменяя скорость вращения, можно выделить любой участок из "диапазона" скоростей. Полученные таким методом экспериментальные результаты оказываются в хорошем соответствии с теоретическими расчетами.