Gaz molekulalarınıń tezlikler boyınsha bólistiriwi

Molekulalardıń tezliklerin anıqlaw.

1. 
   Gaz molekulalarınıń tezlikler boyınsha bólistiriliwi;
   
2. 
   Shtern tájriybesi.
   

1. 
   Gaz molekulalarınıń tezlikler boyınsha bólistiriwi: Gazlarda molekulalardıń tezlikler boyınsha bólistiriw funksiyasın J.Maksvell teoriyalıq jol menen itimallar teoriyası tiykarında anıqladi. Maksvell nızamı dep atalıwshı Maksvell bólistiriw funksiyası tómendegishe ańlatıladı:
   

(5-1)
Bul jerde n - molekulalardıń ulıwma sanı, - gazdıń molyar massası, R - universal gaz turaqlısı, ye - natural logarifm tiykarı. Bul formula tiykarında Maksvell molekulalardıń tezlikler boyınsha bólistiriwin anıqladı. Mısalı: 140°C temperaturada azot molekulalarınıń eń úlken itimallılıq tezligi 500 m/s, 300 m/s den 700 m/s qa shekem tezlik penen háreketlenetuǵın molekulalar 59 % ni quraydı, 12,6 % molekulalar kishi tezlik penen háreket etedi, 28,4 % molekulalar úlken tezlik penen háreket etedi (molekulalardıń ulıwma sanına salıstırǵanda ).

5.1-súwret. Molekulalardıń tezlikler boyınsha bólistiriliwi T₂> T₁

2. 
   Shtern tájriybesi: Gaz molekulalarınıń tezlikler boyınsha bólistiriliwi Maksvell bólistiriliwine sáykes keliwin eksperimental tekseriw maqsetinde birinshi márte 1920-jılı nemis ilimpazı Otto Shtern tárepinen tájriybe ótkizildi. Tájriybede zat dúzilisiniń molekulyar kinetik teoriyası durıslıǵı ámelde dálillendi. Molekulalardıń ıssılıq háreketi tezligi tikkeley ólshendi hám gaz molekulalarınıń tezlikler boyınsha bólistiriliwiniń bolatuǵınlıǵı tastıyıqlandı.
   

Tajribada molekulalar manbai sifatida kumush bilan qoplangan platina sim olingan. Platina simni elektr toki bilan yuqori haroratgacha qizdirilganda (962 C), kumush intensiv bug’langan, kumush atomlari issiqlik harakati tezligi bilan uchib chiqishi natijasida hosil boʻlgan gazdan foydalanilgan. Bugʻlangan kumush atomlari qarshiliksiz harakatlanishi uchun qizdiriladigan sim havosi soʻrib olingan idishga (vakuumga) joylashtirilgan. Atomlar dastasini hosil qilish uchun ularning yoʻliga ingichka tirqishli toʻsiq qoʻyilgan. Kumush atomlari tirqish orqali oʻtib, jez plastinaga tushgan va tirqish qarshisida ingichka kumush iz koʻrinishida oʻtirgan. Maxsus asbob yordamida butun qurilma jez plastina sirtiga parallel yoʻnalgan oʻq atrofida katta burchak tezlik bilan aylantirilganda atomlar harakatining turli tezliklariga toʻgʻri keladigan atomlar soni turlicha boʻlishi sababli, kumush iz yoyiladi va uning qalinligi ham turlicha boʻladi. Qatlamning eng qalin sohasiga eng katta ehtimolli tezlik bilan harakatlanayotgan atomlar oʻtiradi. Tajribada aynan shu eng katta ehtimolli tezlik aniqlangan va uning qiymati nazariy hisoblangan qiymat bilan mos tushgan.
Atomlar oqimi B tirqishdan o’tib (5.2-rasm), undan l masofadagi tashqi ekranda D iz qoldirgan. Tajribani ikkinchi qismida butun qurilma qizdirilgan tola atrofida 2500-2700 aylana/minut tezlik bilan aylantirilgan.

5.2-rasm. Tajriba sxemasi	5.3-rasm. Tajriba qurilmasi

Aylantirish tufayli ilgari D nuqtaga kelib tushgan atomlar oqimi siljib, ekranning ekranning D` nuqtaga kelib tushgan. Bu nuqtalar orasidagi s siljishni hisoblaylik. Kumush atomlarining tezligi bo’lsa l masofaga yetib borishi uchun vaqt kerak bo’lgan, bu vaqt ichida burchak tezligi bilan aylanayotgan ekran (5-2) masofaga siljishga ulgurgan. Atomlarning tezliklari turlicha bo’lgani uchun, atomlarni ekrandagi izi D` yoyilgan va notekis bo’lgan. Tajribada olingan s masofalar intervalini o’lchab, atomlarni o’rtacha tezligi hisoblangan. Bu tezlik ikkinchi bo’limdagi (5-3) formula bo’yicha hisoblangan o’rtacha kvadratik tezlik bilan sifat jihatdan mos keldi, atomlarni turli tezliklar bilan harakatlanishini tasdiqladi.

Shtern tajribasidagi qiyinchilik shundan iborat bo’lganki, o’lchanadigan s masofalar 1mm atrofida bo’lib, D^! izlarni yoyilishi sonli o’rganilishi qiyin edi. Shuning uchun bu sohadagi tajribalar davom ettirildi. 1927 yilda Eldridj va Lammert molekulalarni tezliklar bo’yicha taqsimotini o’rganish uchun yorug’lik tezligini o’lchash uchun Fizo tajribasidagi tishli g’ildiraklar metodini qo’llashdi. Miller va Kush 1955 yilda o’tkazishgan tajribalarida molekulalar dastasidan bir xil tezlikli zarralarni ajratib olish uchun aylanuvchi tsilindrda burchak ostida joylashgan shunday tirqishlar teshishdiki, silindr tezlik bilan aylanayotganda bu tirqishdan faqat bir xil tezlikli zarralargina o’tgan. Shtern tomonidan o’tkazilgan boshqa tajribalarda esa atomlarni ekranda yoyilib tushishi shaffof ekranda o’rganildi, natijada izni nozik optik metodlar bilan o’rganish mumkin bo’ldi. Bu tajribalar zarralarni tezliklar bo’yicha Maksvell taqsimotiga bo’ysinishini turli aniqliklar bilan tasdiqladi.