22. Ыдыстың қабырғасының бірлік ауданымен бірлік уақытта молекулалардың соқтығысу

саны. Штерн тәжірибесі. Газ молекулаларының жылдамдығын тәжірибеден бірінші рет 1920 жылы О. Штерн тікелей анықтаған.

4.11-суретте Штерннің молекулалар жылдамдығын анықтауға арналған тәжірибесінің сұлбасы (схемасы) берілген. Бұл тәжірибеде күміс атомдарының жылдамдығы зерттелген. Атомдар қоры ретінде сырты күміспен қапталған платина сым қолданылған. сым екі цилиндрлі диафрагмалармен қоршалған; бұл қалқаларда екіжәнежіңішке саңылаулар кесілген.сым,жәнесаңылауларбірдей тік (вертикаль) жазықтық бойында жатады, барлығы цилиндр-дің ішінде орналасады.саңылауға қарама-қарсыцилиндрдің ішкі бетінде алынатын жезден жасалған жұқанысана бекітілген.ыдыс тұтасыменсым арқылы өтетін осьтің бойымен айнала алады және оның ішінде ауа өте сиретілген (мм сын. бағ. бойынша).

Платина сымын ток жіберіп, күміс балқып, буға айналатын температураға дейін (1235 К) қыздырғанда, буланған күміс атомдары барлық бағытта ұша бастайды. жәнесаңылаулары арқылы өте-тін түзудің бойымен бағытталған өте жіңішке бір-бірімен соқтығыс-пайтын атомдар шоғы ұшып өтеді. Осындай бағытталған атомдар немесе молекулалар ағынымолекулалық шоқтар деп аталады.

B

4.11-сурет

Егер цилиндр қозғалмаса, молекулалық шоқ 4.11-суретте ныса-наныңнүктесіне келіп қонады, нысанадасаңылаудың кескіні сияқты жіңішке із қалады. Егерыдысты айналдырса, онда шоқ нысананың бұрынғынүктесіне жетіп үлгере алмай, ығысып екінші бірнүктеге қонады,меннүктелердің арасындағы осыығысуды шоқтағы молекулалардың орташа жылдамдығымен байланыстыруға болады.жылдамдықпен қозғалған атомдарсаңылаудан нысанаға дейінгіара қашықтықтыбір уақытта өтеді. Бірақ осыуақыт ішінде айналып тұрғаныдыстың әрбір нүктесіқашықтыққа ығысады. Мұндағыцилиндр-дің бір секунд ішінде айналу саны,– цилиндрдің радиусы (4.11-сурет). Осы екі теңдеуді пайдаланып, сымның белгілі температура-сындағы атомдардың орташа жылдамдығын табамыз:

. (4.56)

Тәжірибеден ығысудыжәнесаңылаулардың іздерін өлшеп, ыдыстың,радиустарымен айналуының бұрыштық жыл-дамдығын біліп, молекулалардың орташа жылдамдығын анықтауға болады.

Штерн әдісімен күміс атомдары үшін жүргізілген өлшеулердің нәтижесі бойынша жылдамдықтың газдардың кинетикалық теориясы арқылы есептеп шығарылған мәнімен дұрыс үйлескен. Тәжірибеде күміс атомдарының орташа жылдамдығы 650 м/с-қа тең болып шықты.

Сым арқылы өтетін ток күшін өзгертіп, оның температурасын өзгертеді, сөйтіп, сымнан буланып ұшқан молекулалардың жылдам-дығының температураға тәуелділігін зерттейді. Штерн тәжірибелері-нен анықталған молекулалардың орташа жылдамдығы температура-ның квадрат түбіріне пропорционал болды, яғни . Штерн тәжірибелері температура мен молекулалардың орташа жылдамдығы-ның арасындағы байланысты тағайындады және шоқтағы атомдардың жылдамдықтар бойынша максвеллдік үлестірілу заңына бағынатынын дәлелдеді.

Молекуланың еркін жүру жолының орташа ұзындығын тікелей өлшеу әдісін 1921 ж. М.Борн мен Е.Берман ұсынған. Бұл өлшеу әдісінде буланған күміс атомдары шоғы қолданылған. Молекулалық шоқтар әдісі әлі күнге дейін микробөлшектердің әр түрлі қасиеттерін зерттеуде пайдаланылады.