Proč Měsíc nemůže mít atmosféru?

5. listopad 2008 | 06.00 |

Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení popisuje ve statistické fyzice systémy složené z klasických rozlišitelných částic například molekul plynu. Rozdělení je nazváno podle fyziků J. C. Maxwella a L. Boltzmanna, kteří zavedli statistický popis plynů jako systémů mnoha molekul a vypočetli rozdělení jejich rychlostí a energií.

Všechny molekuly plynu, který je od určitého okamžiku v rovnovážném stavu (nemění se např. jeho teplota, tlak, objem, ...) nemají v určitém okamžiku stejnou rychlost. Molekuly se totiž stále pohybují, mění svoji rychlost vzájemnými srážkami.
Pokus, který provedl Lammert rozdělil v plynu molekuly podle jejich rychlosti. Jeho aparatura se skládala ze dvou kotoučů K1 a K2 se štěrbinami Š1 a Š2 v určité vzdálenosti od sebe. Spolu jsou umístěny na společné hřídeli a otáčejí se na ní ve vakuu. Štěrbiny jsou vůči sobě pootočeny o jistý úhel. Z elektricky vyhřívané pícky P vylétávají molekuly vypařující se rtuti a tvoří velmi úzký molekulový paprsek. V něm jsou obsaženy molekuly pohybující se různou rychlostí. Oběma štěrbinami současně projdou jen ty molekuly, který urazí vzdálenost mezi nimi za stejnou dobu – mají stejnou rychlost. Změnou frekvence otáčení hřídele, případně změnou vzájemného úhlu natočení štěrbin lze postupně vybrat z molekulového paprsku molekuly, které leží v různých rychlostních intervalech. Například mezi 0 m/s až 100 m/s, či mezi 100 m/s až 200 m/s atd. Počet těchto molekul lze určit z hmotnosti náletu, který se vytvoří na stínítku S.
Rozdělení rychlostí molekul daného plynu se pak znázorní grafem. Pokusy s měřením rychlostí molekul při různých teplotách potvrdily, že rozdělení molekul plynu podle rychlostí závisí na jeho teplotě. Z grafu vyplývá, že při vyšší teplotě je počet molekul s malými rychlostmi menší a počet molekul s velkými rychlostmi větší. Z grafu také vyplývá, že při každé teplotě jsou v plynu molekuly, které nahodilými srážkami získaly i velmi velkou rychlost. Dokonce větší rychlost než je úniková rychlost v zemském gravitačním poli (11,2 km/s při povrchu Země) a uniknout tak ze zemské atmosféry. Jejich počet je však ve srovnání s celkovým počtem molekul v atmosféře tak malý, že Země atmosféru prakticky neztrácí. Na povrchu Měsíce je však úniková rychlost mnohem menší (2,4 km/s) a proto Měsíc nemůže mít atmosféru.
Tento zákon rozdělení molekul podle rychlostí matematicky odvodil anglický fyzik J. C. Maxwell.
Maxwell jako předchůdce L. Boltzmanna odůvodnil statistické pojetí mechanické teorie plynů (dnes tzv. Maxwellovo - Boltzmannovo rozdělení). Maxwell toto rozdělení odvodil v letech 1860 - 1865, kdy působil jako profesorna Kings College v Londýně a kdy zároveň publikoval svou práci o teorii elektromagnetismu.
V roce 1871 Boltzmann rovněž odvodil a potvrdil Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení a zjistil, že střední energie pohybu molekuly je stejná ve všech směrech.

Lammert

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2.33 (3x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Související články

žádné články nebyly nenalezeny

Komentáře

RE: Proč Měsíc nemůže mít atmosféru? tarbík 01. 01. 2009 - 23:04
RE: Proč Měsíc nemůže mít atmosféru? fyzmatik 02. 01. 2009 - 13:41