Длина свободного пробега. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Длина свободного пробега (точнее, средняя длина свободного пробега) - ср. расстояние, к-рое проходит частица между двумя последоват. столкновениями. Д. с. п.- важное понятие кинетической теории газов, введённое P. Клаузиусом (R. Clausius) в 1858.

Д. с. п. равна

, где

- ср. скорость молекул,

- ср. время между столкновениями, причём

- частота столкновений, т. е. ср. число столкновений, испытываемых молекулой за единицу времени в единице объёма. Следовательно,

. Для газа упругих сфер радиуса а частота столкновений

, где п - число молекул в единице объёма,

- полное эфф. сечение столкновения,

В общем случае частота столкновений равна

, где и - модуль относит. скорости,

угл. скобки означают усреднение по Максвелла распределению относительных скоростей с приведённой массой

-дифференц. эфф. сечение столкновения. При вычислении кинетических коэф. оказываются существенными т. н. транспортные Д. с. п. Напр., для диффузии вводят транспортное эфф. сечение

Понятие Д. с. п. удобно для качеств. рассмотрения явлений переноса в газах, оно обобщено на случай систем слабовзаимодействующих частиц: электронный газ в металлах и полупроводниках, нейтроны в слабопоглощающих средах и т. п.

Лит.: Чепмен С., Каулинг Т., Математическая теория неоднородных газов, пер. с англ., M., 1960, гл.5; Ферцигер Д да., Капер Г., Математическая теория процессов переноса в газах, пер. с англ., M., 1976, гл. 2, 14. Д. H. Зубарев.

Д. с. п. заряженных частиц (электронов и ионов). При классич. рассмотрении понятия полного эффективного сечения и Д. с. п. по отношению к упругим столкновениям заряж. частиц теряют смысл, поскольку за-ряж. частицы взаимодействуют между собой на сколь угодно больших расстояниях r. Квантовая механика, основываясь на соотношениях неопределённостей, даёт конечное значение для

и l, если взаимодействие убывает быстрее, чем 1/r³. В плазме существен эффект экранирования кулоновского поля заряда на расстояниях, определяемых дебаевским радиусом зкранирования.

В плазме с электронной температурой Т_е и плотностью электронов N (плотность ионов при этом равна N/Z_i, где Z_i - ср. заряд ионов) Д. с. п. электронов по отношению к электрон-электронным столкновениям равна

, здесь е - заряд электрона и L_e - кулоновский логарифм, зависящий от Т_е и дебаевского радиуса. Д. с. п. электронов по отношению к электрон-ионным столкновениям в Z_i раз меньше и составляет

Д. с. п. ионов по отношению к ионионным столкновениям:

, где T_i - ионная темп-pa, L_i - кулоновский логарифм с ионными величинами вместо электронных.

С помощью длины свободного пробега производятся аналитической оценки кинетических коэффициентов газов и плазмы.

Литература по длинам свободного пробега

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.