پویش آزاد متوسط

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

مسیر آزاد متوسط (به انگلیسی: Mean free path) در فیزیک به معنای فاصله‌ای است که یک ذره (فوتون، اتم یا مولکول) بین دو برخورد پیاپی طی می‌کند. این برخورد بر جهت، انرژی و دیگر خواص ذره تأثیر می‌گذارد.

مسیر آزاد متوسط در نظریه جنبشی[ویرایش]

در نظریه جنبشی به متوسط مسافت طی شدی توسط ذره بین یک برخورد تا برخورد با ذره متحرک دیگر را مسیر آزاد متوسط گویند که از رابطهٔ زیر قابل محاسبه است:[۱][۲]

\ell = (\sqrt{2}\, n\sigma)^{-1}. \,

و یا به بیان دیگر:

\ell = \frac{k_{\rm B}T}{\sqrt 2 \pi d^2 p}

در جدول زیر مقادیر معمول برای هوا در فشارهای مختلف و در دمای اتاق فهرست شده است:

میزان خلأ فشار در مقیاسhPa (mbar) مولکول / cm3 مولکول / m3 مسیر آزاد متوسط
فشار محدود ۱۰۱۳ ۲٫۷ × 1019 ۲٫۷ × 1025 68 nm[۳]
خلأ کم ۳۰۰ – ۱ 1019 – 1016 1025 – 1022 0.1 – 100 μm
خلأ متوسط 1 – 10−3 1016 – 1013 1022 – 1019 0.1 – 100 mm
خلأ زیاد 10−3 – 10−7 1013 – 109 1019 – 1015 10 cm – 1 km
خلأ بسیار زیاد 10−7 – 10−12 109 – 104 1015 – 1010 1 km – 105 km
خلأ فوق‌العاده زیاد <10−12 <104 <1010 >105 km

جستارهای وابسته[ویرایش]

منبع[ویرایش]

  • مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا، «Mean free path»، ویکی‌پدیای انگلیسی، دانشنامهٔ آزاد (بازیابی در ۲۹ می ۲۰۱۱).
  1. S. Chapman and T.G. Cowling, The mathematical theory of non-uniform gases, 3rd. edition, Cambridge University Press, 1990, ISBN 0-521-40844-X, p. 88
  2. "Mean Free Path, Molecular Collisions". Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Retrieved 2011-11-08. 
  3. Jennings, S (1988). "The mean free path in air". Journal of Aerosol Science 19 (2): 159. doi:10.1016/0021-8502(88)90219-4.