Номер 6, страница 194 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 7. Методы изучения тепловых явлений. Температура. Параграф 34. Статистический метод описания теплового движения. Вопросы - номер 6, страница 194.

Условие.

6. С помощью какой механической модели можно наглядно представить статистическую закономерность распределения молекул идеального газа по скоростям?

Решение.

Статистическую закономерность распределения молекул идеального газа по скоростям можно наглядно представить с помощью механической модели, известной как доска Гальтона (или ящик Гальтона).

Эта модель представляет собой вертикальную доску с рядами штырьков (гвоздиков), расположенных в шахматном порядке. Сверху в центр доски сыплются маленькие шарики. Каждый раз, когда шарик ударяется о штырек, он с равной вероятностью отклоняется либо влево, либо вправо. Пройдя через все ряды штырьков, шарики попадают в узкие вертикальные отсеки в нижней части доски.

Аналогия с идеальным газом заключается в следующем:
• Каждый шарик моделирует отдельную молекулу газа.
• Движение шарика через лабиринт штырьков имитирует хаотическое движение молекулы, которая постоянно испытывает случайные столкновения с другими молекулами.
• Горизонтальное смещение шарика от центральной оси после прохождения всех рядов можно сопоставить с определенным значением скорости (или, точнее, одной из компонент вектора скорости) молекулы.
• Количество шариков, скопившихся в каждом отсеке, соответствует числу молекул, скорости которых лежат в определенном небольшом интервале.

Несмотря на то, что траектория каждого отдельного шарика абсолютно случайна и непредсказуема, итоговое распределение шариков по отсекам оказывается закономерным. Они образуют колоколообразную кривую, которая является хорошей наглядной демонстрацией нормального распределения (распределения Гаусса). Распределение Максвелла-Больцмана, описывающее скорости молекул газа, имеет схожий вид и основано на тех же статистических принципах: поведение огромного ансамбля частиц подчиняется строгим статистическим законам, даже если поведение каждой отдельной частицы хаотично.

Таким образом, доска Гальтона наглядно демонстрирует, как из микроскопического хаоса рождается макроскопический статистический порядок.

Ответ: Доска Гальтона.