Дослід Штерна
Беручи участь в безперервному хаотичному русі, молекули постійно стикаються між собою, при цьому число зіштовхуються частинок в кожен момент часу різна. Тому імпульси і швидкості частинок постійно змінюються, і в той чи інший момент часу їх значення у різних молекул різні.
Вперше швидкості руху молекул газу були виміряні в 1920 р німецьким фізиком Отто Штерном (1888-1969). Експериментальна установка, якою користувався Штерн, складалася з двох циліндрів А і В (рис. 61) із загальною віссю обертання. У стінці циліндра А була зроблена вузька щілина С, а вздовж осі циліндра натягнута тонка платинова дріт ГО ‘, покрита шаром срібла. Повітря з циліндра відкачувався. При проходженні по дроті електричного струму вона нагрівалася, шар срібла випаровувався і внутрішній циліндр заповнювався газом з атомів срібла. Деякі атоми проходили через щілину і осідали на внутрішній поверхні циліндра В навпроти щілини (рис. 62, а). Осад мав форму смужки (рис. 63, а).
Коли циліндри приводили в обертання з однаковою кутовою швидкістю, атоми срібла осідали на внутрішній поверхні циліндра У вже не навпаки щілини, а на деякій відстані s від смужки, напиляним при нерухомих циліндрах (рис. 62, б). За час, який необхідно атомам срібла, щоб пролетіти відстань від циліндра А до циліндра Б, циліндри встигали повернутися на деякий кут. При цьому товщина смужки була не скрізь однакова (рис. 63, б). Це пояснюється тим, що атоми срібла мають різні швидкості і їм потрібен різний час, щоб долетіти до внутрішньої поверхні циліндра В. Чим менше швидкість атомів, тим більше відстань s, на якому вони осядуть; чим більше швидкість атомів, тим менше ця відстань.
Виявилося, що як “повільних”, так і “швидких” атомів небагато. Велика частина з них має швидкості, близькі до деякому значенню, званому найбільш вірогідною швидкістю. Про це свідчить той факт, що товщина шару срібла в центрі – найбільша (див. Рис. 63, б). Швидкість атомів в досвіді Штерна може бути розрахована наступним чином.
У залежності від значення s отримують різні значення швидкості руху атомів.
З досвіду Штерна знайдено, що при температурі 120 ° С швидкості більшості атомів срібла лежать в межах від 500 до 625 м / с. При зміні умов досвіду, наприклад температури речовини, з якого зроблена дріт, отримують інші значення швидкостей, але характер розподілу атомів в напиляним шарі не змінюється. Звідси випливає, що розподіл атомів і молекул за швидкостями являє собою певну закономірність, що характеризує їх рух.
Related posts:
- Опит Штерна і Герлаха Опит Штерна і Герлаха. Оптичні експерименти дають цілком достатні докази квантування енергії атомів. Інший вид квантування – просторове квантування, яка затверджує дискретність проекції магнітного моменту атома на напрямок зовнішнього магнітного поля, демонструється експериментом з атомними пучками, виконаним О. Штерном і В. Герлахом в 1922 р Для атома водню просторове квантування орбітального магнітного моменту описується формулою […]...
- Які атоми найпоширеніші? Найпоширеніші атоми у Всесвіті – це атоми водню, найлегші з усіх атомів. Друге місце за поширеністю займають друге і по тяжкості атоми – це атоми гелію. На частку водню і гелію припадає близько 99% всіх атомів у Всесвіті! Справа в тому, що в основному з цих атомів (точніше, з ядер цих атомів) складаються зірки – […]...
- Порівняння атома і молекули Атом – це найдрібніша, хімічно неподільна частинка речовини. Всі речовини складаються з атомів. Те, що атоми існують, припускав ще Демокріт в IV ст. до н. е. Однак довести, що атоми дійсно існують, вчені змогли тільки в XIX столітті. Існує більше 100 видів атомів. Вони відрізняються один від одного своєю будовою. Коли вище було сказано, що […]...
- Внутрішня енергія: доповідь Внутрішня енергія – найважливіша умова існування і характеристика всіх тіл живої та неживої природи. Для того щоб визначити її значення в організації життя на нашій планеті, згадаємо основні фізичні поняття термодинаміки. Макроскопічні тіла складаються з рухомих і взаємодіючих частинок: молекул, атомів, іонів. У свою чергу, атоми і ядра атомів теж складаються з рухомих і взаємодіючих […]...
- Розподіл молекул за швидкостями У таблиці 13 наведено розподіл молекул азоту за швидкостями при кімнатній температурі. З таблиці видно, що найбільше число молекул мають швидкості, значення яких лежать в інтервалі від 300 до 500 м / с, 91% молекул мають швидкості, значення яких укладені в інтервалі від 100 до 700 м / с, і лише 9% молекул мають значення […]...
- Фрагменти речовини Деякі речовини складаються не з молекул, а тільки з окремих, пов’язаних атомів або фрагментів. Наприклад, залізо (Fe – Ferrum) та інші метали, в яких атоми з’єднуються, немов в один монолітний каркас. Або кварц, які складається з повторюваних елементів: кремнію і двох атомів кисню: SiO2 У живих організмах зустрічаються дуже довгі молекули з мільйонів атомів – […]...
- Дисперсія світла. Дослід Ньютона Дисперсія світла надала можливість вперше досить достовірно обгрунтувати складову сутність білого світла. Так само цей феномен можна побачити, наприклад, при ламанні світла в частинках води, на траві чи в атмосфері при формуванні веселки або ж близько ліхтарів в тумані. Один з найбільш переконливих маркерів дисперсії – розкладання білого світла при пропущенні його крізь призму (досвід […]...
- Дослід Кулона Необхідність проведення експериментів Кулона була викликана тим, що в середині XVIII ст. накопичилося багато якісних даних про електричні явища. Виникла потреба дати їм кількісну інтерпретацію. Оскільки сили електричного взаємодії були відносно невеликі, виникла серйозна проблема в створенні методу, який дозволив би зробити виміри і отримати необхідний кількісний матеріал. Французький інженер і вчений Шарль Кулон запропонував […]...
- Дослід Ерстеда Дослідами доведено, що електричне поле зберігається навколо зарядженої частинки, навіть якщо вона залишається одна. Електрон і у вакуумі є носієм електричного поля. На цьому принципі працюють всі електронні лампи. На жаль, численні спроби знайти частинки, що несуть “магнітний” заряд, ні до чого не привели. Зразок магнетиту, який є природним постійним магнітом, можна розпилювати навпіл безліч […]...
- Тепловий рух. Температура У навколишньому світі відбуваються різні фізичні явища, які пов’язані з нагріванням і охолодженням тіл. Ми знаємо, що при нагріванні холодна вода спочатку стає теплою, а потім гарячою. Такими словами, як “холодний”, “теплий” і “гарячий”, ми вказуємо на різну ступінь нагрітості тіл, або, як кажуть у фізиці, на різну температуру тіл. Температура гарячої води вище температури […]...
- Взаємодія молекул ідеального газу Молекули взаємно притягуються – в цьому неможливо сумніватися. Якби на якусь мить молекули перестали притягатися, то всі рідкі та тверді тіла розпалися б і весь світ перетворився в газ. Молекули відштовхуються, і це безсумнівно, бо інакше рідина стискалася б так само легко, як і газ. Між молекулами діють сили, багато в чому схожі на міжатомні […]...
- Кінетична теорія Уявіть собі пакет з тонкого пластику, наповнений дзижчать бджолами, які випадковим чином натикаються один на одного і на стінки пакета. Якщо бджоли почнуть носитися з більшою швидкістю, їх жорсткі тіла будуть впливати на стінки пакету з більшою силою, змушуючи його роздуватися. Бджоли тут – це образ атомів і молекул газу. Кінетична теорія газу пояснює його […]...
- Будова металів Метали і їх сплави – основний матеріал в машинобудуванні. Вони володіють багатьма цінними властивостями, зумовленими в основному їх внутрішньою будовою. М’який і пластичний метал або сплав можна зробити твердим, тендітним, і навпаки. Для того щоб свідомо змінювати властивості металів, необхідно знати основи їх кристалічної будови. Як відомо, всі тіла складаються з великої кількості атомів, які […]...
- Що таке молекула? Ми знаємо, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок, які називаються атомами. Але якщо сказати точніше, то всі тіла складаються не просто з атомів, а з груп атомів. Такі з’єднання атомів і називаються молекулами. Але у молекул є ще й інше дуже важлива якість. Кожна молекула зберігає в собі всі властивості тієї речовини, частиною якого […]...
- Моль. Постійна Авогадро. Кількість речовини Моль – кількість речовини, маса якого, виражена в грамах, чисельно дорівнює відносній атомній (молекулярної) масі. Моль – одиниця кількості речовини в СІ (одна з основних одиниць СІ). В 1 молі міститься стільки молекул (атомів або інших часток речовини), скільки атомів міститься в 0,012 кг нукліда вуглецю 12С з атомною масою 12. З цього визначення випливає, […]...
- Ідеальний газ Основні властивості тіла визначає спільну дію двох конкуруючих факторів: Взаємодія молекул, яке прагне утримати молекули на певних відстанях один від одного; хаотичний тепловий рух молекул, яке розкидає їх по всьому об’єму. Як показує досвід, молекули газу розподіляються по всьому наданому для нього обсягом. Отже, головну роль в поведінці газу грає хаотичний рух молекул, а сили […]...
- Розміри молекул і атомів Розмір атомів і молекул можна оцінити за допомогою наступного досвіду. Крапни на поверхню води маленьку краплю олії. Воно з часом розтечеться по поверхні води дуже тонким шаром (рис. 5.3). Наприклад, крапелька оливкової олії об’ємом 1 мм3 розтікається по площі близько 1 м2. Товщина найтоншою масляної плівки приблизно дорівнює розміру молекули масла. Виходячи з цього оцінимо […]...
- Швидкість у фізиці Ми розглянули переміщення предмета на площині. Слід сказати, що будь-яке переміщення відбувається в часі. Можна сказати, що куля перемістився з початкової точки А в кінцеву точку Б за якийсь проміжок часу: Δt = t1 – t0, де t1 – кінцевий час; t0 – початковий час; Δt – проміжок часу Якщо ми хочемо дізнатися як швидко […]...
- Швидкість і енергія хімічних реакцій Швидкістю хімічної реакції називається зміна концентрації одного з реагуючих речовин за одиницю часу. Для того щоб відбулася хімічна реакція, атоми або молекули реагуючих речовин повинні прийти в зіткнення або, просто кажучи, зіткнутися. Це необхідна умова для виникнення реакції, але воно не є достатнім. Взаємодіючі частинки повинні володіти певним спорідненістю один до одного. Це спорідненість залежить […]...
- Швидкість у фізиці: одиниці швидкості Як ви думаєте, хто рухається швидше агроном Васєчкін, автомобіль Renault чи літак Боїнг? Хто з них швидше добереться від Києва до Черкас? Відповідь очевидна Renault швидше Васечкіна, але повільніше Боїнга. Тобто ми не тільки знаємо, як рухаються різні об’єкти, але і можемо порівняти їх швидкості. А що таке швидкість у фізиці? Як знайти швидкість тіла, […]...
- Закон радіоактивного розпаду: визначення Математично закон радіоактивного розпаду виражається формулою: Тут N0 – число радіоактивних атомів в початковий момент часу t = 0. За цією формулою знаходять число нерозпавшихся атомів N у будь-який момент часу. Резерфорд, досліджуючи перетворення радіоактивних речовин, встановив досвідченим шляхом, що їх активність зменшується з плином часу (під активністю розуміють число ядер, що розпадаються в одиницю […]...
- Атомно-молекулярне вчення ААтомно-молекулярне вчення вперше було розроблено в 18 столітті великим російським ученим М. В. Ломоносовим. У 1741 році він надав основні положення свого атомно-молекулярного вчення науковим колам в творі “Елементи математичної хімії”. Після смерті М. В. Ломоносова і аж до наших днів вчення зазнало ряд змін за формою, але ніколи – за змістом. В даний час […]...
- Дослід Фарадея У 1821 році Фарадей взяв коробку з-під шпильок і виламав у неї дно. На бічні стінки він намотав тонкий ізольований провід, стільки витків, скільки помістилося. Вийшла прямокутна обмотка у вигляді рамки. Підвісивши рамку на нитки в полі постійної подковообразного магніту, він пропустив через обмотку струм. Рамка повернулася навколо вертикальної осі так, що лінії магнітного поля […]...
- Дослід Герца Чим швидше буде відбуватися переміщення заряду, тим виразніше будуть електромагнітні хвилі. Тобто, чим більше частота, тим більша інтенсивність електромагнітних хвиль. На частоту коливального контуру впливає індуктивність і ємність складових елементів ланцюга. Визначити її можна за такою формулою: Електромагнітні хвилі є поперечними. Це означає, що коливання магнітного і електричного поля відбуваються в площинах, які є паралельними […]...
- Маса молекул Визначити масу молекули звичайним шляхом, тобто зважуванням, звичайно, неможливо. Вона для цього занадто мала. В даний час існує багато методів визначення мас молекул, зокрема, за допомогою мас-спектрографа визначені маси всіх атомів таблиці Менделєєва. Оскільки маси атомів і молекул надзвичайно малі, то при розрахунках зазвичай використовують не абсолютні, а відносні значення мас, одержувані шляхом порівняння мас […]...
- Рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу Тиск газу на стінку посудини створюється ударами про неї молекул газу, при яких відбувається зміна імпульсів молекул і стінки. Очевидно, тиск газу на стінки посудини тим більше, чим більший імпульс передають молекули стінці, а імпульс молекули, як вам відомо, залежить від маси молекули т0 і від швидкості її руху v. Оскільки макроскопічне тіло складається з […]...
- Міжмолекулярні сили Відстань між молекулами і діють між ними сили визначають властивості газоподібних, рідких і твердих тіл. Ми звикли до того, що рідина можна перелити з однієї судини в іншій, а газ швидко заповнює весь наданий йому об’єм. Вода може текти тільки уздовж русла річки, а повітря над нею не знає меж. Якби газ не прагнув зайняти […]...
- Розподіл Максвелла Молекули газу при своєму русі постійно стикаються. Швидкість кожної молекули при зіткненні змінюється. Вона може зростати і спадати. Однак середньоквадратична швидкість залишається незмінною. Це пояснюється тим, що в газі, що знаходиться при певній температурі, встановлюється деякий стаціонарне, з часом не змінюється розподіл молекул за швидкостями, яке підпорядковується певному статистичному закону. Швидкість окремої молекули з часом […]...
- Доповідь на тему “Дослід Торрічеллі” Прізвище Торрічеллі пов’язана в першу чергу з доказом існування атмосферного тиску, а також з популяризувати явищем “торічелівської порожнечі”. Своє доказ він здійснив експериментальним шляхом, постановкою досліду. Про повітря Галілей, колишній учителем Торрічеллі, в роки своєї наукової діяльності зумів довести, що повітря має масу. Зробив він це декількома способами і навіть визначив, як щільність повітря співвідноситься […]...
- Дослід Ерстеда. Магнітне поле струму Якщо розмістити провідник уздовж магнітної стрілки, який вказує північним полюсом на північ і включити в ньому електричний струм, то стрілка повернеться перпендикулярно до провідника. Це і є досвід Ерстеда. Дослід показує, що провідник зі струмом має магнітні властивості. Якщо розташувати паралельно один одному два гнучких прямолінійних провідника і пустити по них струм, то, якщо струми […]...
- Що таке молекула – коротко Кількість речовин в природі у багато разів більше, ніж кількість існуючих хімічних елементів. Крім того, людина постійно синтезує нові речовини, але може створити лише незначне число хімічних елементів, що не існують в природі. Різноманіття речовин при обмеженій кількості атомів є результат можливості атомів об’єднуватися між собою різними способами і в різних кількостях. Тобто атоми об’єднуються, […]...
- Розміри молекул – коротко В основі молекулярно-кінетичної теорії будови речовини лежать три твердження: Речовина складається з частинок; Ці частинки хаотично рухаються; Частинки взаємодіють один з одним. Кожне твердження строго доведено за допомогою дослідів. Властивості і поведінку всіх без винятку тіл визначають рухом взаємодіючих один з одним часток: молекул, атомів або ще більш малих утворень – елементарних частинок. Оцінка розмірів […]...
- Атоми – конспект Чи існують атоми? Геніальний здогад про те, що речовина складається з найдрібніших частинок, висловили ще древні греки. Найбільш повно її розвинув філософ Демокріт. Демокріт Демокріт (близько 460-370 рр. До н. Е.). Таким уявляв собі цього вченого один з французьких художників 17-го століття. За мудрість і дивовижну доброзичливість сучасники прозвали Демокрита “розсміяним філософом”. Ось як образно […]...
- Молекулярна будова твердих тіл Молекулярна будова твердих тіл така, що молекули розміщені один до одного надзвичайно близько (проміжок між молекулами значно менше величини самих молекул), і зрушити з місця молекули при описаному розміщенні вельми нелегко. Молекулярне будова твердих тіл таке, що молекули розміщені один до одного надзвичайно близько (проміжок між молекулами значно менше величини самих молекул), і зрушити з […]...
- Як складаються рівняння хімічних реакцій? Для опису протікають хімічних реакцій складаються рівняння хімічних реакцій. У них зліва від знака рівності (або стрілки →) записуються формули реагентів (речовин, що вступають в реакцію), а праворуч – продукти реакції (речовини, які вийшли після хімічної реакції). Оскільки йдеться про зрівняння, то кількість атомів в лівій частині рівняння повинно бути рівним тому, що є в […]...
- Швидкість нерівномірного руху Якщо при прямолінійному рівномірному русі тіло за рівні проміжки часу проходить рівні шляхи, так як його швидкість не змінюється, то при нерівномірному русі тіло за рівні проміжки часу проходить різні шляхи, так як швидкість тіла змінюється. Прикладами прямолінійного нерівномірного руху можуть бути розгін і гальмування. У випадку розгону швидкість тіла збільшується, і за кожен рівний […]...
- Порівняння атома і ядра Атомна і ядерна фізика істотно розрізняються за масштабами об’єктів вивчення. Атоми, маючи майже таку ж масу, як і ядра, займають набагато більше місця в просторі. Розміри атомів ~ 10-10 м, що майже на 5 порядків більше розмірів ядер. Ядра упаковані дуже щільно, і зруйнувати їх набагато важче, ніж атоми. Необхідні для цього енергії різняться в […]...
- Три стани речовини Речовина може зустрічатися нам в 3-х видах або, як кажуть у фізиці, агрегатних станах: Газоподібному; Рідкому; Твердому. Один з найпростіших способів переводити речовини в різні агрегатні стани є зміна температури. Найчастіше ми бачимо воду в рідкому вигляді. Але якщо її нагріти, то вона перетворюється в пар. А якщо охолодити, то в лід або сніг. Виходить, […]...
- Енергія і робота при обертальному русі Формула обчислення роботи для поступального прямолінійного руху має вигляд: W = F – s (Н – м) або (Дж). Для того, щоб вивести аналогічну формулу для обертального руху, необхідно силу F перетворити в момент сили M, а переміщення s, в кут Θ Нехай для обертання колеса, радіусом r, прикладається сила F, як показано на малюнку […]...
- Графік залежності швидкості від часу Побудуємо графіки залежності швидкості від часу для автомобіля і велосипедиста. Швидкість автомобіля 60 км / год, швидкість велосипедиста 20 км / год. Рішення. Накреслимо координатні осі t і v і відзначимо на них час в годинах, а швидкість – в кілометрах на годину (рис. 10.3). Почнемо з автомобіля. Відзначимо зеленим точки, що відповідають моментам часу […]...