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1、1、 麦克斯韦速率分布律的实验验证,随着真空技术的发展,二十世纪二十年代后,陆续有许多实验成功地验证了麦克斯韦速率分布律。,1955年美国哥伦比亚大学的密勒(RCMiller)和库什(PKusch)以更高的分辨率,更强的分子射束和螺旋槽速度选择器,测量了钾和铊蒸气分子的速率分布。,1920年法国的物理学家施特恩(OStern,18881969)最早证实了气体分子速率分布的统计规律。1934年我国物理学家葛正权(18951988)测定了铋蒸汽的速率分布 ,验明了这条定律。,1实验装置(请看上图)O 产生金属蒸气的气源R 铝合金制成的圆柱体,可绕中心轴转动,长 L,半径 rl 圆柱体上刻的螺旋形细
2、槽的槽宽,l = 0.0424cm 入口狭缝处和出口狭缝处的半径之间的夹角, 4.8D 检测器,2实验原理金属在蒸汽源中被加热后,从狭缝逸出后形成一窄束分子流。当圆柱体以角速度转动时,由于其上的螺旋纹,能进入细槽的各种速率的原子并不都能从狭缝飞出。能通过狭缝的原子其速率 v 满足如下条件,即,而其它速率的原子将沉积在槽壁上。,圆柱体R是一个滤速器,改变其角速度就可以让不同速率的原子通过。,另:,槽宽l,夹角,速率,由于经典统计力学中以速度和位置来描写一个分子的状态,所以称 dvxdvydvzdxdydz 为一个状态区间。 一般情况下从微观上统计地说明理想气体分子的运动状态和规律,需要指出分子在 dvxdvydvzdxdydz 状态区间内的分子数或相对分子数,那么它们的规律是什么呢?,事实上,1859年麦克斯韦对上面提到的第一个问题已经给出了答案。他从理论上导出了理想气体分子按速度的分布,指出在速度区间 dvxdvydvz 的分子数与该区间内分子的平动动能 Ek(即 (1/2)mv2 )有关,而且与 成正比。,继后,玻耳兹曼将麦克斯韦速度分布规律推广,应用统计方法得出处于保守力场中的分子按状态区间( dvxdvydvzdxdydz)的分布规律,简要说明如下。,