Впервые в воздухе измерена скорость броуновского движения

Впервые в воздухе измерена скорость броуновского движенияНовый эксперимент ученых из университета Техаса в Остине (UTA) подтвердил известную теорему о равнораспределении кинетической энергии по степеням свободы. Для этого потребовалось определить скорость хаотически перемещающихся частиц.Впервые в воздухе измерена скорость броуновского движенияНовый эксперимент ученых из университета Техаса в Остине (UTA) подтвердил известную теорему о равнораспределении кинетической энергии по степеням свободы. Для этого потребовалось определить скорость хаотически перемещающихся частиц.

Теорема о равнораспределении связывает температуру системы с её средней энергией (для определения энергии частицы достаточно знать её массу и скорость). Для броуновских частиц это почти неприменимо, ввиду того, что они слишком часто меняют направление и скорость движения.

Хотя опыты разной степени успешности и проводились ранее, любопытна сама методика нового эксперимента: впервые американцы решили использовать для определения скорости движения частиц «щипцы» из двух лазеров. С их помощью они поймали и заставили левитировать несколько стеклянных шариков диаметром 3 микрометра.

Нынешний эксперимент схематично весьма похож на другой, проводившийся пять лет назад командой из этого же университета, но тогда частицы измеряли ещё в жидкой среде.

В новой версии эксперимента из-за меньшей, чем у воды, плотности воздуха мешающие столкновения частиц между собой случались реже. Так что учёным оставалось лишь фиксировать параметры отражения частицами луча лазера ещё до того, как происходили соударения.

Проанализировав эти данные, специалисты смогли оценить скорость движения частиц и определить их энергию – параметры полностью согласовались с положениями теоремы о равнораспределении.

Pin It

Добавить комментарий