大學(xué)物理（下冊）課件12.5麥克斯韋氣體分子速率分布律

實(shí)驗(yàn)裝置金屬蒸汽顯示屏狹縫接抽氣泵真空12.5麥克斯韋氣體分子速率分布律12.5.1測定氣體分子速率的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：大量分子的速率分布遵從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律——

分子速率分布規(guī)律；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：大量分子的速率分布遵從一定的規(guī)律,即分子速率分布規(guī)律；相關(guān)實(shí)驗(yàn)：1.1859年Maxwell首先理論導(dǎo)出分布律；2.1920年O.Stern首次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（早期、定性實(shí)驗(yàn)）。后人對此實(shí)驗(yàn)作改進(jìn)，物理學(xué)家葛正權(quán)有貢獻(xiàn)。3.1955年Miller、Pkusch對麥?zhǔn)戏植悸勺鞲呔葘?shí)驗(yàn)驗(yàn)證。Langmuir實(shí)驗(yàn)：定量研究分布律著名實(shí)驗(yàn)。總之：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了，大量氣體分子速率分布規(guī)律的正確性，既氣體分子速率分布遵從一定的規(guī)律——分子速率分布規(guī)律；分子速率分布圖：分子總數(shù)為速率在區(qū)間的分子數(shù)；表示速率在區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比；表示速率在區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比；物理意義：表示在溫度為的平衡狀態(tài)下，速率在

附近單位速率區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比；速率分布函數(shù)：(1)

歸一化條件：(2)12.5.2麥克斯韋氣體分子速率分布律速率位于內(nèi)分子數(shù)：速率位于區(qū)間的分子數(shù)：速率位于區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比：(3)(4)(5)Maxwell首先從理論上導(dǎo)出了在平衡態(tài)下，當(dāng)氣體分子間相互作用忽略不計(jì)時(shí)，氣體分子按速率的分布規(guī)律：平衡態(tài)，分子間作用忽略時(shí)，分布在內(nèi)的分子數(shù)dN占總分子數(shù)N的比率是：

(6)麥克斯韋氣體分子速率分布律：麥?zhǔn)戏植己瘮?shù)：(7)1.麥?zhǔn)戏植己瘮?shù)：2.N表示氣體總分子數(shù)；3.dN表示速率分布在內(nèi)的分子數(shù)；4.表示速率限制在間分子數(shù)占總分子數(shù)的比率；反映理想氣體在熱動(dòng)平衡條件下，各速率區(qū)間分子數(shù)占總分子數(shù)百分比規(guī)律；其中：(7)12.5.3理想氣體的三種統(tǒng)計(jì)速率1.最概然速率：由Maxwell分布曲線看出：(1)b.有一峰值，在該特定速率附近分子數(shù)最多；a.速率較小的分子數(shù)非常少，而速率很大的分子數(shù)也較少；(2)物理意義：氣體在一定溫度下分布在最概然速率附近單位速率間隔內(nèi)的相對分子數(shù)最多。2.平均速率平均速率：大量分子的速率之算術(shù)平均值稱為分子的平均速率，表示為，于是有：(3)(4)3.

方均根速率(5)(6)(7)4.關(guān)于三種統(tǒng)計(jì)速率的討論(8)(9)A.討論速率分布用最概然速率；B.討論分子自由程用平均速率；C.討論分子平均平動(dòng)動(dòng)能用方均根速率；三者用途：同一溫度下不同氣體的速率分布N2分子在