Cтраница 1
Упругие столкновения частиц, в частности столкновения молекул, обладают замечательным свойством обратимости, присущим всем консервативным системам. Представим себе, что процесс упругого соударения заснят на кинопленку. При просмотре фильма мы увидим, что частицы ( молекулы) сначала сталкиваются, а затем разлетаются. Мы увидим, как частицы сходятся по траекториям, по которым они на самом деле разлетались, а затем, столкнувшись, разлетаются по траекториям, по которым они сходились. [1]
Нами будут рассмотрены так называемые упругие столкновения частиц, которые не сопровождаются какими-либо внутренними изменениями. [2]
Классическая теория рассеяния частиц описывает упругие столкновения частиц. Часто встречающиеся на практике частично упругие соударения рассматриваются в теории удара. [3]
В табл. 20 представлены импульсы для упругого столкновения частиц. [4]
Рассмотрим, с точки зрения релятивистской механики, упругое столкновение частиц. Обозначим импульсы и энергии двух сталкивающихся частиц ( с массами т, и т) через pi, ffi и р2, с. [5]
Рассмотрим, с точки зрения релятивистской механики, упругое столкновение частиц. [6]
Это вытекает из закона равномерного распределения энергии, справедливого при упругом столкновении частиц приблизительно равной массы. [7]
Рассмотрим пространственно-однородную замкнутую систему, состоящую из Л / частиц. Будем считать для простоты, что частицы не имеют внутренних степеней свободы. При условии замкнутости система может переходить из одного состояния в другое только посредством упругих столкновений частиц. Поскольку мы не рассматриваем конфигурационное пространство, временное поведение системы не является детерминированным, последовательность переходов системы из одного состояния в другое - случайный процесс, а сами эти состояния образуют марковскую цепь. Вероятности переходов между различными состояниями не зависят от времени и полностью определяются набором скоростей всех частиц. Чтобы получить возможность описания макроскопических систем, нужно было бы положить N равным примерно числу Авогадро. [8]
Первое из них описывает обычные системы с упругим рассеянием. Решением (1.108), как известно из курсов статистической физики, является набор максвелловских функций распределения с единой температурой и произвольными концентрациями. В нашем случае это легко показать следующим образом. Тем самым из уравнений (1.108) выделяются уравнения равновесия для упругих столкновений частиц только одного типа. [9]
Если средняя кинетическая энергия теплового движения сравнима с энергией ионизации атома ( при температурах не ниже десятков тысяч кельвин), ионизация обусловлена столкновениями частиц в их тепловом движении. Такую плазму называют термической. В различных газоразрядных приборах возникает так называемая газоразрядная плазма. Именно ее удается изучать в лабораториях. Такая плазма поддерживается за счет внешнего электрического поля. Ионизация в ней осуществляется путем соударений электронов с нейтральными атомами или молекулами. Заряженные частицы ( электроны и ионы) ускоряются полем и отдают энергию нейтральным частицам при соударениях, в основном упругих. Энергия выделяется в такой плазме в виде джоулевой теплоты. Она отводится к стенкам прибора или окружающему плазму газу. При упругих столкновениях частицы близких масс интенсивно обмениваются энергией. Массы ионов и нейтральных атомов примерно равны между собой, но много больше массы электрона. Поэтому равновесное ( максвелловское) распределение скоростей гораздо быстрее устанавливается внутри каждого класса частиц, чем между этими классами, и средняя кинетическая энергия электронов оказывается много больше, чем у ионов, а эта последняя - больше средней кинетической энергии нейтральных атомов. Нужно еще учесть, что средняя длина свободного пробега электронов больше таковой для ионов, поэтому внешнее поле интенсивнее снабжает их энергией. [10]
Если средняя кинетическая энергия теплового движения сравнима с энергией ионизации атома ( при температурах не ниже десятков тысяч кельвин), ионизация обусловлена столкновениями частиц в их тепловом движении. Такую плазму называют термической. В различных газоразрядных приборах возникает так называемая газоразрядная плазма. Именно ее удается изучать в лабораториях. Такая плазма поддерживается за счет внешнего электрического поля. Ионизация в ней осуществляется путем соударений электронов с нейтральными атомами или молекулами. Заряженные частицы ( электроны и ионы) ускоряются полем и отдают энергию нейтральным частицам при соударениях, в основном упругих. Энергия выделяется в такой плазме в виде джоулевой теплоты. Она отводится к стенкам прибора или окружающему плазму газу. При упругих столкновениях частицы близких масс интенсивно обмениваются энергией. Массы ионов и нейтральных атомов примерно равны между собой, но много больше массы электрона. Поэтому равновесное ( максвелловское) распределение скоростей гораздо быстрее устанавливается внутри каждого класса частиц, чем между этими классами, и средняя кинетическая энергия электронов оказывается много больше, чем у ионов, а эта последняя - больше средней кинетической энергии нейтральных атомов. Нужно еще учесть, что средняя длина свободного пробега электронов больше таковой для ионов, поэтому внешнее поле интенсивнее снабжает их энергией. [11]