3.虽然布朗运动的成因是由于周围流体的分子的撞击,但并非有这种撞击就一定产生布朗运动。如果微粒受各向的撞击作用相平衡.运动也是不可能产生的。因此,悬浮在流体中的微粒足够小,是微粒产生布朗运动的必要条件之一。

 [例3]图是施特恩在1920年设计的测定气体分子速率的实验示意图.A、B是两个同轴的圆筒,以一定角速度旋转.A筒壁开有一与筒的轴线平行的狭缝O,沿轴向放置一根涂有银层的细铂丝C.抽去两筒间的空气,当铂丝通电后,银层被蒸发,圆筒内充满了银原子的气体,一些银原子会通过狭缝O到达圆筒B的内表面沉积起来,若测得圆筒旋转的角速度ω、银原子在圆筒B内表面的沉积带弧长为s,圆筒半径分别为RA、RB,则室温下银原子的速率为多少?

 [分析]如果银原子的速率非常大,则它飞出A筒的狭缝O抵达B筒内壁的时间可不计,银原子都将沉积在B筒内壁正对着狭缝O的一条狭带上.当银原子的速率并不很大时,它离开狭缝O在两筒之间飞行的时间内,由于B筒已转过一定角度,因此,银原子沉积在B筒内壁会呈现一圆弧形环带,带长正好等于银原子通过两筒之间的同一时间内B筒转过的弧长.

 [解]设银原子的速率为v,则由上面的分析得

 

 由于银是单原子分子,因此,它也是银分子的速率.

 [说明]实验结果是,当铂丝的温度为T=1473K时,银原子的速率约在560-640m/s之间。在实验中,速率大的银原子走完(RB-RA)距离所需的时间短 ,所以它们落到靠近P点的位置上,而速率小的原子,由于走完(RB-RA)距离所需的时间长,它将落在离P较远的位置上,因此在圆筒B的内表面上形成一条由P到P'的镀银带。

 0  161895  161903  161909  161913  161919  161921  161925  161931  161933  161939  161945  161949  161951  161955  161961  161963  161969  161973  161975  161979  161981  161985  161987  161989  161990  161991  161993  161994  161995  161997  161999  162003  162005  162009  162011  162015  162021  162023  162029  162033  162035  162039  162045  162051  162053  162059  162063  162065  162071  162075  162081  162089  447348 

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