Что именно доказывает опыт Штерна?

Логический разбор известного опыта.
Автор
Сообщение
Sopov
#25052 2017-12-07 13:35 GMT

Согласно МКТ молекулы газа в равновесных условиях постоянно хаотически  летают. Одним из доказательств этого считается опыт Штерна.

  1. В этом опыте присутствует печь, т.е. раскалённая поверхность, с которой вылетают ионы металла. То есть в этом опыте  явно нарушено условие равновесности.
  2. Далее. В опыте замеряются скорости, с которыми ионы летели  ПО ПРЯМОЙ ОТ САМОЙ ПОВЕРХНОСТИ, ОТ КОТОРОЙ ОНИ ОТТОРГЛИСЬ, ДО ПОВЕРХНОСТИ ОСАЖДЕНИЯ. То есть никакого хаотического движения в данном опыте нет.
  3. Если бы размеры цилиндров используемых в опыте были бы достаточно большие, то обнаружилось бы то, что ионы под действием гравитации летели по кривой. Атомы и молекулы газов при обычных условиях также имеют массу. А значит, подвергаясь гравитации должны со временем упасть на землю. Если ссылаться, что снизу их ударяют такие же, то это всё равно, что доказывать возможность вытянуть себя за волосы из болота.
  4. Поскольку ионы вылетели и далее, (как считается) летели с одной скоростью, то в данном опыте замерялась скорость, с которой произошло их отторжение.

Резюме.

Если опираться на трактовку в учебниках данного опыта, то следует сделать вывод — если пнуть крокодила, то он будет летать вечно.

Почему этот опыт стали считать относящийся к МКТ?

Count_May
#25054 2017-12-07 20:36 GMT

Опыт Штерна как и опыт Ламмера доказывают экспериметально, что не все молекуля движутся «летают»  с одинаковыми скоростями.

1.  Лучше говорить не о равновесии – это ближе к термодинамики, а  о равноправном распределении количества молекул, движущихся  вдоль каждого направления в  пространственной системе координат.  Согласно теории вероятностей это  1/6 часть. К термодинамике  эти опыты не имеют прямого отношения.

2. От раскалённой нити до поверхности осаждения  ионы серебра перемещаются именно с разными  скоростями, о чём свидетельствует след на поверхности осаждения.

3. На атомы или ионы серебра влияние гравитационного поля не значительное. Учитывается только   кориолисова сила.

4. Ионы или атомы  серебра покидая  раскалённую нить,   «печку»,  образуют молекулярный пучок в котором  движутся  с разными скоростями.

Кстати, опыт Ламмера – более точный.

Sopov
#25055 2017-12-08 05:50 GMT

По какой причине скорость отторжения от раскалённой поверхности атомов (по сути твёрдого тела) летящих по прямой (т.е. из условий далёких к равновесным), решили относить к хаотическому движению молекул ГАЗОВ при постоянной температуре? Разве чистота условий ОПЫТА И ЭКСПЕРИМЕНТА не требуется для вынесения ОБЪЕКТИВНОГО ВЫВОДА? 

Count_May
#25056 2017-12-08 10:26 GMT

Опыт Штерна вовсе не доказывает хаотичное движение молекул. Для этого есть наблюдения за движениями  лёгких частиц,  взвешенных в жидкости или газе, что наблюдал под микроскопом Роберт Броун.


отредактировал(а) Count_May: 2017-12-08 10:40 GMT
Sopov
#25072 2017-12-11 09:44 GMT
#25056 Count_May :

Опыт Штерна вовсе не доказывает хаотичное движение молекул. Для этого есть наблюдения за движениями  лёгких частиц,  взвешенных в жидкости или газе, что наблюдал под микроскопом Роберт Броун.

В данном случае речь не о самом хаотическом движении, а о скоростях молекул газов, кои присущи им по МКТ.

Давайте поставим акцент.

Вы своим высказыванием хотите сказать, что скорости, замеренные в опыте Штерна (и ему подобных), ни коим образом не касаются скоростей молекул газа в их хаотическом движении при постоянной температуре?

Другими словами, Вы отвергаете какую-либо связь этого опыта с определением скоростей у молекул газа по МКТ?

 

Count_May
#25073 2017-12-11 12:17 GMT
#25072 Sopov :
#25056 Count_May :

Другими словами, Вы отвергаете какую-либо связь этого опыта с определением скоростей у молекул газа по МКТ?

 

Не отвергаю.

#25052 Sopov :

Согласно МКТ молекулы газа в равновесных условиях постоянно хаотически  летают. Одним из доказательств этого считается опыт Штерна.

Такая постановка вопроса заставила меня тоже сделать акцент.

 

Обобщая можно прцетировать учебник: " Максвелловское распределение  по скоростям устанавливается в результате взаимных столкновений между молекулами при их хаотичном тепловом движении...."

Конечно же в молекулярных пучках обязательно присутсвует хаотичное движение, но эти опыты ставились не для доказательства хаотичного движения,  а для определения какая часть молекул имеет какие то скорости.

Думаю, это ответ на Ваш вопрос.