麦克斯韦气体分子速率分布定律.pdfVIP

引言：

气体分子处于无规则的热之中，由于碰撞，每个

分子的速度都在不断地改变，所以在某一时刻，对某个

分子来说，其速度的大小和方向完全是偶然的。然而就

大量分子整体而言，在一定条件下，分子的速率分布遵

守一定的统计规律——气体速率分布律。

气体分子按速率分布的统计规律最早是有麦克斯韦于

1859年在概率论的基础上导出的，1877年玻耳兹曼由经典

统计力学中导出，1920年斯特恩从实验中证实了麦克斯韦

分子按速率分布的统计规律。

麦克斯韦（JamesClerkMaxwell1831——

•他提出了有旋电场和位移电流概

念，建立了经典电磁理论，了以光

速的电磁波的存在。

•1873年，他的《电磁学通论》

问世，这是一本划时代巨著，它与牛顿

时代的

19世纪的英《自然哲学的数学原理》并驾齐驱，它

国学家、数是人类探索电磁规律的一个里程碑。

学家。经典电磁

理论的奠基人，•在气体动理论方面，他还提出气

气体动理论的创体分子按速率分布的统计规律。

始人之一。

第五节麦柯斯韦气体分子速率

分布定律

一测定气体分子速率分布的实验

二气体分子速率分布律

三三种统计速率

一测定气体分子速率分布的实验

实验装置接抽气泵

Tl

金属蒸汽狭

缝显

示

屏

l

实验结果

•分子数在总分子数中所占的

比率与速率和速率间隔的大小

有关；

•速率特别大和特别小的分子

数的比率非常小；

•在某一速率附近的分子数的

比率最大；

•改变气体的种类或气体的温

度时，上述分布情况有所差别，

但都具有上述特点。

分子射线实验发现不同速率区间内的分子数并不相等，

温度一定时，分布在各速率区间内的分子数的相对比值是完全

确定的，这说明速率分布遵循确定的统计规律。

二气体分子速率分布律

1、速率分布函数

一定量的气体分子总数为N，dN表示速率分布在

某区间v-v+dv内的分子数，dN/N表示分布在此区

间内的分子数占总分子数的比率。

实验规律：

dN/N应与区间大小dv成正比。

通常用dN/Ndv来反映气体分子的速率分布，它与

所取区间dv无关，而仅是速率的函数，

dN速率分布函数