Номер 1, страница 206 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 8. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Параграф 36. Тепловое движение молекул газа. Вопросы - номер 1, страница 206.

Условие.

1. Из каких частей состоит установка по измерению скоростей теплового движения молекул? Для чего в пространстве внутри цилиндров создавался вакуум?

Решение.

1. Установка для измерения скоростей теплового движения молекул, известная как опыт Штерна, состоит из следующих основных частей:

• Два коаксиальных цилиндра, расположенных один внутри другого.
• Внутренний цилиндр, имеющий узкую продольную щель. По его оси натянута платиновая нить, покрытая слоем исследуемого вещества (например, серебра). Нить нагревается электрическим током, что приводит к испарению вещества, и атомы вылетают через щель.
• Внешний цилиндр, который является неподвижным экраном. Его внутренняя поверхность охлаждается, чтобы атомы, попавшие на нее, конденсировались и оставляли видимый след (налет).
• Привод, который вращает систему из двух цилиндров как единое целое с большой постоянной угловой скоростью.
• Вакуумный насос для откачки воздуха из пространства между цилиндрами.

Вакуум в пространстве внутри цилиндров создавался для того, чтобы атомы исследуемого вещества (например, серебра) могли лететь от внутреннего цилиндра к внешнему, не сталкиваясь с молекулами воздуха. Любые столкновения изменили бы скорость и направление движения атомов, что сделало бы эксперимент невозможным и привело бы к неверным результатам. Создание глубокого вакуума гарантирует, что длина свободного пробега атомов намного больше расстояния между стенками цилиндров, и они движутся по прямолинейной траектории до столкновения с внешним цилиндром.

Ответ: Установка состоит из двух коаксиальных цилиндров (внутренний — источник молекул со щелью, внешний — охлаждаемый экран), нагреваемой нити с исследуемым веществом и механизма для вращения всей системы. Вакуум внутри цилиндров создавался для того, чтобы исключить столкновения летящих молекул с молекулами воздуха, что позволило бы им двигаться беспрепятственно и измерить их истинную скорость.