ការសន្មត់ថាម៉ូលេគុលនៃរាងកាយអាចមានល្បឿនណាមួយត្រូវបានបញ្ជាក់តាមទ្រឹស្តីដំបូងក្នុងឆ្នាំ 1856 ដោយអ្នករូបវិទ្យាជនជាតិអង់គ្លេស។ J. Maxwell. គាត់ជឿថាល្បឿននៃម៉ូលេគុលនៅពេលកំណត់គឺចៃដន្យ ដូច្នេះហើយការចែកចាយរបស់ពួកគេលើល្បឿនគឺជាស្ថិតិនៅក្នុងធម្មជាតិ ( ការចែកចាយ Maxwell).
ធម្មជាតិនៃការចែកចាយម៉ូលេគុលដោយល្បឿនដែលបង្កើតឡើងដោយគាត់ត្រូវបានតំណាងក្រាហ្វិកដោយខ្សែកោងដែលបង្ហាញក្នុងរូបភព។ ១.១៧. វត្តមាននៃអតិបរិមា (បុក) នៅក្នុងវាបង្ហាញថាល្បឿននៃម៉ូលេគុលភាគច្រើនធ្លាក់ក្នុងចន្លោះពេលជាក់លាក់មួយ។ វាមិនស៊ីមេទ្រីទេ ព្រោះមានម៉ូលេគុលតិចដែលមានល្បឿនលឿនជាងម៉ូលេគុលតូចៗ។
ម៉ូលេគុលលឿនកំណត់ដំណើរការនៃដំណើរការរាងកាយជាច្រើននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា។ ជាឧទាហរណ៍ អរគុណចំពោះពួកគេ ការហួតនៃអង្គធាតុរាវកើតឡើង ពីព្រោះនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ម៉ូលេគុលភាគច្រើនមិនមានថាមពលគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបំបែកចំណងជាមួយម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតទេ (វាខ្ពស់ជាងច្រើន (3/2. kT)) ហើយសម្រាប់ម៉ូលេគុលដែលមានល្បឿនលឿន។ វាគ្រប់គ្រាន់ហើយ។
 |
| អង្ករ។ ១.១៨. បទពិសោធន៍របស់ O. Stern |
ការចែកចាយម៉ូលេគុលយោងទៅតាមល្បឿនរបស់ Maxwell អស់រយៈពេលជាយូរនៅតែមិនអាចបញ្ជាក់បានដោយពិសោធន៍ ហើយមានតែនៅក្នុងឆ្នាំ 1920 អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់ O. តឹងអាចវាស់វែងដោយពិសោធន៍ ល្បឿននៃចលនាកម្ដៅនៃម៉ូលេគុល.
នៅលើតុផ្តេកដែលអាចបង្វិលជុំវិញអ័ក្សបញ្ឈរមួយ (រូបភាពទី 1.18) មានស៊ីឡាំង coaxial ពីរ A និង B. ដែលខ្យល់ត្រូវបានបូមចេញទៅជាសម្ពាធនៃលំដាប់ 10 -8 Pa ។ នៅតាមអ័ក្សនៃស៊ីឡាំង មានខ្សែប្លាទីន C ដែលស្រោបដោយស្រទាប់ប្រាក់ស្តើង។ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់ខ្សែនោះ វាឡើងកំដៅ ហើយប្រាក់បានហួតយ៉ាងខ្លាំងពីផ្ទៃរបស់វា ដែលភាគច្រើនតាំងនៅលើផ្ទៃខាងក្នុងនៃស៊ីឡាំង A. ម៉ូលេគុលប្រាក់មួយចំនួនបានឆ្លងកាត់រន្ធតូចចង្អៀតនៅក្នុងស៊ីឡាំង A ខាងក្រៅ ដោយធ្លាក់លើ ផ្ទៃ។ ស៊ីឡាំង ខ. ប្រសិនបើស៊ីឡាំងមិនបង្វិលទេ ម៉ូលេគុលប្រាក់ដែលផ្លាស់ទីក្នុងបន្ទាត់ត្រង់ តាំងនៅទល់មុខរន្ធដោតក្នុងរង្វង់ចំនុច D. នៅពេលដែលប្រព័ន្ធត្រូវបានកំណត់ក្នុងចលនាជាមួយនឹងល្បឿនមុំប្រហែល 2500-2700 rpm រូបភាពនៃរន្ធដោតបានប្តូរទៅចំណុច E ហើយគែមរបស់វាត្រូវបាន "ព្រិលៗ" បង្កើតជាភ្នំមួយដែលមានជម្រាលទន់ភ្លន់។
នៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រ បទពិសោធន៍របស់ Sternទីបំផុតបានបញ្ជាក់ពីសុពលភាពនៃទ្រឹស្តីម៉ូលេគុល-គីណេទិច។
ដោយចងចាំថាការផ្លាស់ទីលំនៅ លីត្រ =v. t = ω R A tនិងពេលវេលាហោះហើរនៃម៉ូលេគុល t = (R B -R A) /v, យើងទទួលបាន:
លីត្រ =ω(R B -R A)R A /v.
ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបមន្ត ការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ម៉ូលេគុលពីចំណុច D អាស្រ័យលើល្បឿននៃចលនារបស់វា។ ការគណនាល្បឿននៃម៉ូលេគុលប្រាក់ពីទិន្នន័យ បទពិសោធន៍តឹងតែងនៅសីតុណ្ហភាពនៃឧបករណ៏ប្រហែល 1200 °C ពួកគេបានផ្តល់តម្លៃចាប់ពី 560 ទៅ 640 m/s ដែលជាការព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយនឹងល្បឿនម៉ូលេគុលមធ្យមដែលបានកំណត់តាមទ្រឹស្តីគឺ 584 m/s ។
ល្បឿនមធ្យមនៃចលនាកម្ដៅនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នអាចត្រូវបានរកឃើញដោយប្រើសមីការ p=nm0v̅ 2 x:
អ៊ី = (៣/២). kT = m 0 v̅ 2/2 ។
ដូច្នេះ ការ៉េមធ្យមនៃល្បឿននៃចលនាបកប្រែនៃម៉ូលេគុលគឺស្មើនឹង៖
v̅ 2 = 3kT /m 0 ,ឬ v =√(v̅ 2) =√(3 kT /m0) ។ សម្ភារៈពីគេហទំព័រ
ឫសការ៉េនៃមធ្យមការ៉េនៃល្បឿននៃម៉ូលេគុលត្រូវបានគេហៅថា មានន័យថាល្បឿនការ៉េ.
បានផ្តល់ឱ្យថា k \u003d R / N A និង m 0 \u003d M / N A ពីរូបមន្ត v =√(3 kT /m0)យើងទទួលបាន:
v =√ (3RT/M) ។
ដោយប្រើរូបមន្តនេះ អ្នកអាចគណនាល្បឿនឫស-មធ្យម-ការ៉េនៃម៉ូលេគុលសម្រាប់ឧស្ម័នណាមួយ។ ឧទាហរណ៍នៅ 20 ° C ( ធ= 293K) សម្រាប់អុកស៊ីសែនវាគឺ 478 m/s សម្រាប់ខ្យល់ - 502 m/s សម្រាប់អ៊ីដ្រូសែន - 1911 m/s ។ សូម្បីតែក្នុងល្បឿនដ៏សំខាន់បែបនេះ (ប្រហែលស្មើនឹងល្បឿននៃការសាយភាយសំឡេងនៅក្នុងឧស្ម័នមួយ) ចលនានៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នគឺមិនលឿនទេ ចាប់តាំងពីការប៉ះទង្គិចគ្នាជាច្រើនកើតឡើងរវាងពួកវា។ ដូច្នេះគន្លងនៃចលនានៃម៉ូលេគុលមួយ ប្រហាក់ប្រហែលនឹងគន្លងនៃចលនានៃភាគល្អិត Brownian ។
ល្បឿនមធ្យម-ការ៉េនៃម៉ូលេគុលមិនខុសគ្នាខ្លាំងពីល្បឿនមធ្យមនៃចលនាកម្ដៅរបស់វាទេ - វាធំជាងប្រហែល 1.2 ដង។
នៅលើទំព័រនេះ សម្ភារៈលើប្រធានបទ៖
របាយការណ៍រូបវិទ្យាម៉ូលេគុល
រូបវិទ្យាថ្នាក់ទី១០ ល្បឿននៃចលនានៃម៉ូលេគុល បទពិសោធន៍តឹងតែង
បទពិសោធន៍របស់ Stern គឺសង្ខេប
អរូបីអំពីបទពិសោធន៍នៃការតឹងតែង
រាយការណ៍អំពីបទពិសោធន៍រូបវិទ្យារបស់ Stern
សំណួរអំពីធាតុនេះ៖
ភាពយន្តឯកសារអប់រំ។ ស៊េរី "រូបវិទ្យា" ។
វត្តមាននៃគ្រាម៉ាញេទិកនៅក្នុងអាតូម និងបរិមាណរបស់វាត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍ផ្ទាល់ដោយ Stern and Gerlach (1889-1979) ក្នុងឆ្នាំ 1921។ ធ្នឹមអាតូមិកដែលមានកម្រិតយ៉ាងខ្លាំងនៃធាតុដែលកំពុងសិក្សាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រើ diaphragms នៅក្នុងនាវាដែលមានកន្លែងទំនេរខ្ពស់ ហួត។ នៅក្នុងចង្រ្កាន K ។ ធ្នឹមឆ្លងកាត់វាលម៉ាញេទិកខ្លាំង ហ
រវាងបង្គោល N និង S នៃមេដែកអគ្គិសនី។ គន្លឹះមួយ (N) មានទម្រង់ជាព្រីសដែលមានគែមមុតស្រួច ហើយចង្អូរមួយត្រូវបានម៉ាស៊ីននៅតាមបណ្តោយផ្សេងទៀត (S) ។ សូមអរគុណចំពោះការរចនានៃបំណែកបង្គោលនេះ ដែនម៉ាញេទិកបានប្រែទៅជាមិនដូចគ្នាខ្លាំង។ បន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់វាលម៉ាញេទិក ធ្នឹមបានប៉ះនឹងផ្លាករូបថត P ហើយបន្សល់ទុកសញ្ញាសម្គាល់នៅលើវា។
ចូរយើងគណនាឥរិយាបទនៃធ្នឹមអាតូមិកពីទស្សនៈបុរាណ ដោយសន្មតថាមិនមានបរិមាណនៃគ្រាម៉ាញេទិកទេ។ ប្រសិនបើ m ជាពេលម៉ាញេទិចរបស់អាតូម នោះកម្លាំងធ្វើសកម្មភាពលើអាតូមក្នុងដែនម៉ាញេទិចមិនស្មើគ្នា។
អនុញ្ញាតឱ្យយើងដឹកនាំអ័ក្ស Z តាមបណ្តោយវាលម៉ាញេទិក (ឧទាហរណ៍ពី N ទៅ S កាត់កែងទៅនឹងបំណែកបង្គោល) ។ បន្ទាប់មកការព្យាករណ៍នៃកម្លាំងក្នុងទិសដៅនោះនឹងមាន
ពាក្យពីរដំបូងនៅក្នុងកន្សោមនេះមិនដើរតួនាទីទេ។
ជាការពិតណាស់ យោងទៅតាមគោលគំនិតបុរាណ អាតូមនៅក្នុងដែនម៉ាញេទិចមួយបានដំណើរការជុំវិញអ័ក្ស Z ដោយបង្វិលជាមួយនឹងប្រេកង់ Larmor
(ការចោទប្រកាន់របស់អេឡិចត្រុងត្រូវបានតាងដោយ -e) ។ ដូច្នេះ ការព្យាករណ៍លំយោលជាមួយប្រេកង់ដូចគ្នា ក្លាយជាវិជ្ជមាន និងអវិជ្ជមានឆ្លាស់គ្នា។ ប្រសិនបើល្បឿនមុំនៃ precession មានទំហំធំគ្រប់គ្រាន់ នោះកម្លាំង fz អាចត្រូវបានជាមធ្យមតាមពេលវេលា។ ក្នុងករណីនេះពាក្យពីរដំបូងនៅក្នុងកន្សោមសម្រាប់ fz បាត់ហើយយើងអាចសរសេរបាន។
ដើម្បីទទួលបានគំនិតនៃកម្រិតនៃការទទួលយកនៃការជាមធ្យមបែបនេះ អនុញ្ញាតឱ្យយើងធ្វើការប៉ាន់ស្មានជាលេខ។ រយៈពេលនៃ Larmor precession គឺ
កន្លែងដែលវាល H ត្រូវបានវាស់ជា gauss ។ ឧទាហរណ៍នៅ H = 1000 Gs យើងទទួលបាន s ។ ប្រសិនបើល្បឿននៃអាតូមនៅក្នុងធ្នឹមគឺ = 100 m/s = cm/s នោះក្នុងអំឡុងពេលនេះ អាតូមហោះចម្ងាយសង់ទីម៉ែត្រ ដែលជាការធ្វេសប្រហែសបើប្រៀបធៀបទៅនឹងវិមាត្រលក្ខណៈទាំងអស់នៃការដំឡើង។ នេះបង្ហាញពីភាពអាចអនុវត្តបាននៃមធ្យមភាគដែលបានអនុវត្ត។
ប៉ុន្តែរូបមន្តនេះក៏អាចត្រូវបានរាប់ជាសុចរិតតាមទស្សនៈបរិមាណដែរ។ ជាការពិត ការដាក់បញ្ចូលវាលម៉ាញេទិកដ៏រឹងមាំតាមអ័ក្ស Z នាំទៅដល់ស្ថានភាពនៃអាតូមដែលមានធាតុផ្សំជាក់លាក់មួយនៃពេលម៉ាញេទិកគឺ . សមាសធាតុពីរដែលនៅសល់ក្នុងស្ថានភាពនេះមិនអាចមានតម្លៃជាក់លាក់បានទេ។ នៅពេលវាស់នៅក្នុងរដ្ឋនេះ តម្លៃផ្សេងគ្នានឹងត្រូវបានទទួល ហើយលើសពីនេះទៀតជាមធ្យមរបស់ពួកគេនឹងស្មើនឹងសូន្យ។ ដូច្នេះ មធ្យមភាគក៏មានភាពត្រឹមត្រូវក្នុងការពិចារណាលើបរិមាណ។
យ៉ាងណាក៏ដោយ គេគួរតែរំពឹងទុកនូវលទ្ធផលពិសោធន៍ខុសគ្នាពីទស្សនៈបុរាណ និងបរិមាណ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍របស់ Stern និង Gerlach ដំបូងគេទទួលបានដាននៃធ្នឹមអាតូមិកមួយជាមួយនឹងវាលម៉ាញេទិកបានបិទ ហើយបន្ទាប់មកវាបានបើក។ ប្រសិនបើការព្យាករណ៍អាចទទួលយកតម្លៃបន្តដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់ ដូចដែលទ្រឹស្តីបុរាណទាមទារ នោះកម្លាំង fz ក៏នឹងទទួលយកតម្លៃបន្តដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់។ ការបើកវាលម៉ាញេទិកនឹងនាំទៅដល់ការពង្រីកធ្នឹមតែប៉ុណ្ណោះ។ នេះមិនមែនជាអ្វីដែលគេរំពឹងពីទ្រឹស្តីកង់ទិចនោះទេ។ ក្នុងករណីនេះ ការព្យាករ mz និងជាមួយវា កម្លាំងមធ្យម fz ត្រូវបានគណនាជាបរិមាណ ពោលគឺពួកគេអាចយកតែតម្លៃដែលបានជ្រើសរើសដាច់ដោយឡែកមួយចំនួនប៉ុណ្ណោះ។ ប្រសិនបើចំនួនគន្លងគន្លងនៃអាតូមគឺ ខ្ញុំបន្ទាប់មកយោងទៅតាមទ្រឹស្ដី ការបំបែកនឹងបង្កើតជាធ្នឹម (ឧទាហរណ៍ វាស្មើនឹងចំនួនតម្លៃដែលលេខ quantum m អាចយកបាន)។ ដូច្នេះអាស្រ័យលើតម្លៃនៃលេខ ខ្ញុំមួយនឹងរំពឹងថាធ្នឹមនឹងបំបែកទៅជា 1, 3, 5, ... សមាសភាគ។ ចំនួនសមាសភាគដែលរំពឹងទុកនឹងតែងតែជាលេខសេស។
ការពិសោធន៍របស់ Stern និង Gerlach បានបង្ហាញពីបរិមាណនៃការព្យាករណ៍។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លទ្ធផលរបស់ពួកគេមិនតែងតែស្របនឹងទ្រឹស្តីដែលបានរៀបរាប់ខាងលើនោះទេ។ នៅក្នុងការពិសោធន៍ដំបូង ធ្នឹមនៃអាតូមប្រាក់ត្រូវបានប្រើប្រាស់។ នៅក្នុងដែនម៉ាញេទិក ធ្នឹមត្រូវបានបំបែកជាពីរផ្នែក។ ដូចគ្នាដែរចំពោះអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ សម្រាប់អាតូមនៃធាតុគីមីផ្សេងទៀត គំរូបំបែកដ៏ស្មុគស្មាញមួយត្រូវបានទទួល ប៉ុន្តែចំនួននៃធ្នឹមបំបែកត្រូវបានទទួលមិនត្រឹមតែសេស ដែលត្រូវបានទាមទារដោយទ្រឹស្តីប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងដែលផ្ទុយនឹងវា។ ទ្រឹស្ដីត្រូវការដើម្បីកែ។
នេះគួរតែត្រូវបានបន្ថែមលទ្ធផលនៃការពិសោធន៍របស់ Einstein និង de Haas (1878-1966) ក៏ដូចជាការពិសោធន៍របស់ Barnet (1873-1956) ដើម្បីកំណត់សមាមាត្រ gyromagnetic ។ ជាឧទាហរណ៍សម្រាប់ជាតិដែក វាបានប្រែក្លាយថាសមាមាត្រ gyromagnetic គឺស្មើគ្នាពោលគឺពីរដងច្រើនជាងតម្រូវការដោយទ្រឹស្តី។
ជាចុងក្រោយ វាបានប្រែក្លាយថាពាក្យវិសាលគមនៃលោហធាតុអាល់កាឡាំងមានរចនាសម្ព័ន្ធដែលគេហៅថា doublet ពោលគឺពួកវាមានកម្រិតពីរយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។ ដើម្បីពិពណ៌នាអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃលេខចំនួនបីនេះ n, ខ្ញុំ, m ប្រែទៅជាមិនគ្រប់គ្រាន់ - លេខ quantum ទីបួនត្រូវបានទាមទារ។ នេះគឺជាការជម្រុញដ៏សំខាន់ដែលបានបម្រើឱ្យ Uhlenbeck (ខ. 1900) និង Goudsmit (1902-1979) ក្នុងឆ្នាំ 1925 ដើម្បីណែនាំសម្មតិកម្មនៃការបង្វិលអេឡិចត្រុង។ ខ្លឹមសារនៃសម្មតិកម្មនេះគឺថា អេឡិចត្រុងមិនត្រឹមតែមានពេលនៃសន្ទុះ និងពេលម៉ាញេទិកជាប់ទាក់ទងនឹងចលនានៃភាគល្អិតនេះទាំងមូលប៉ុណ្ណោះទេ។ អេឡិចត្រុងក៏មានសន្ទុះមុំមេកានិចខាងក្នុងរបស់វាដែរ ដែលស្រដៀងទៅនឹងការបង្វិលកំពូលបុរាណ។ សន្ទុះដ៏ត្រឹមត្រូវនេះត្រូវបានគេហៅថា វិល (ពីពាក្យជាភាសាអង់គ្លេសថា វិល - បង្វិល) ។ ពេលម៉ាញេទិចដែលត្រូវគ្នាត្រូវបានគេហៅថា ពេលវេលាម៉ាញ៉េទិចវិល។ គ្រាទាំងនេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយរៀងគ្នា ផ្ទុយទៅនឹងពេលដែលគន្លង។ ការបង្វិលត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងសាមញ្ញដោយ ស.
នៅក្នុងការពិសោធន៍របស់ Stern និង Gerlach អាតូមអ៊ីដ្រូសែនស្ថិតក្នុងស្ថានភាព ពោលគឺពួកគេមិនមានសន្ទុះគន្លងទេ។ ពេលម៉ាញ៉េទិចនៃស្នូលគឺមានការធ្វេសប្រហែស។ ហេតុដូច្នេះហើយ Uhlenbeck និង Goudsmit បានផ្តល់យោបល់ថា ការបំបែកធ្នឹមគឺមិនមែនដោយសារគន្លងទេ ប៉ុន្តែសម្រាប់ពេលម៉ាញ៉េទិចវិល។ ដូចគ្នានេះដែរអនុវត្តចំពោះការពិសោធន៍ជាមួយអាតូមប្រាក់។ អាតូមប្រាក់មានអេឡិចត្រុងខាងក្រៅតែមួយ។ ស្នូលអាតូម ដោយសារតែស៊ីមេទ្រីរបស់វា មិនមានការបង្វិល និងពេលម៉ាញេទិកទេ។ ពេលម៉ាញ៉េទិចទាំងមូលនៃអាតូមប្រាក់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអេឡិចត្រុងខាងក្រៅតែមួយគត់។ នៅពេលដែលអាតូមស្ថិតក្នុងសភាពធម្មតា ពោលគឺ s-state បន្ទាប់មកសន្ទុះគន្លងនៃ valence electron គឺសូន្យ - សន្ទុះទាំងមូលត្រូវបានបង្វិល។
Uhlenbeck និង Goudsmit ខ្លួនឯងបានសន្មត់ថា ការបង្វិលកើតឡើងពីការបង្វិលអេឡិចត្រុងជុំវិញអ័ក្សរបស់វា។ គំរូនៃអាតូមដែលមាននៅពេលនោះកាន់តែស្រដៀងទៅនឹងប្រព័ន្ធព្រះអាទិត្យ។ អេឡិចត្រុង (ភព) មិនត្រឹមតែវិលជុំវិញស្នូល (ព្រះអាទិត្យ) ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏នៅជុំវិញអ័ក្សរបស់ពួកគេផងដែរ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានៃគំនិតបុរាណនៃការបង្វិលភ្លាមៗបានក្លាយជាច្បាស់។ Pauli បានណែនាំជាប្រព័ន្ធនូវការបង្វិលចូលទៅក្នុងមេកានិចកង់ទិច ប៉ុន្តែបានច្រានចោលនូវលទ្ធភាពនៃការបកស្រាយបែបបុរាណនៃបរិមាណនេះ។ នៅឆ្នាំ 1928 លោក Dirac បានបង្ហាញថាការបង្វិលនៃអេឡិចត្រុងត្រូវបានផ្ទុកដោយស្វ័យប្រវត្តិនៅក្នុងទ្រឹស្តីរបស់គាត់អំពីអេឡិចត្រុងដោយផ្អែកលើសមីការរលកទំនាក់ទំនង។ ទ្រឹស្ដីរបស់ Dirac ក៏មានផ្ទុកនូវពេលម៉ាញេទិចវិលនៃអេឡិចត្រុងផងដែរ ហើយសម្រាប់សមាមាត្រ gyromagnetic តម្លៃត្រូវបានទទួលដែលយល់ស្របជាមួយនឹងការពិសោធន៍។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះគ្មានអ្វីត្រូវបានគេនិយាយអំពីរចនាសម្ព័ន្ធខាងក្នុងនៃអេឡិចត្រុងទេ - ក្រោយមកទៀតត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាភាគល្អិតចំនុចដែលមានបន្ទុកនិងម៉ាស់ប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះ ការបង្វិលអេឡិចត្រុងបានប្រែក្លាយទៅជាឥទ្ធិពល quantum-relativistic ដែលមិនមានការបកស្រាយបែបបុរាណ។ បន្ទាប់មក គោលគំនិតនៃការបង្វិល ដែលជាសន្ទុះខាងក្នុងនៃសន្ទុះ ត្រូវបានពង្រីកទៅភាគល្អិតបឋម និងស្មុគ្រស្មាញផ្សេងទៀត ហើយបានរកឃើញការបញ្ជាក់ និងកម្មវិធីទូលំទូលាយនៅក្នុងរូបវិទ្យាទំនើប។
ជាការពិតណាស់នៅក្នុងវគ្គសិក្សាទូទៅនៃរូបវិទ្យាមិនមានឱកាសដើម្បីចូលទៅក្នុងទ្រឹស្តីលម្អិតនិងតឹងរ៉ឹងនៃការបង្វិលនោះទេ។ យើងយកជាចំណុចចាប់ផ្តើមដែលការបង្វិល s ត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រតិបត្តិករវ៉ិចទ័រដែលការព្យាករណ៍ពេញចិត្តនឹងទំនាក់ទំនងការផ្លាស់ប្តូរដូចគ្នាទៅនឹងការព្យាករណ៍របស់ប្រតិបត្តិករសន្ទុះគន្លងពោលគឺឧ។
វាធ្វើតាមពួកគេថាតម្លៃជាក់លាក់នៅក្នុងស្ថានភាពដូចគ្នាអាចមានការ៉េនៃការបង្វិលសរុប និងការព្យាករមួយរបស់វានៅលើអ័ក្សជាក់លាក់មួយ (ជាធម្មតាត្រូវបានគេយកជាអ័ក្ស Z) ។ ប្រសិនបើតម្លៃអតិបរមានៃការព្យាករ sz (គិតជាឯកតា) គឺ s នោះចំនួននៃការព្យាករដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់ដែលត្រូវនឹង s ដែលបានផ្តល់ឱ្យនឹងមាន 2s + 1 ។ ការពិសោធន៍របស់ Stern និង Gerlach បានបង្ហាញថាសម្រាប់អេឡិចត្រុងចំនួននេះគឺ 2 ពោលគឺ 2s + 1 = 2, wherece s = 1/2 ។ តម្លៃអតិបរមាដែលការព្យាករនៃការបង្វិលលើទិសដៅដែលបានជ្រើសរើសអាចយក (ជាឯកតានៃ) ពោលគឺលេខ s ត្រូវបានយកជាតម្លៃនៃការបង្វិលរបស់ភាគល្អិត។
ការបង្វិលនៃភាគល្អិតអាចជាចំនួនគត់ ឬពាក់កណ្តាលចំនួនគត់។ ដូច្នេះសម្រាប់អេឡិចត្រុង ការបង្វិលគឺ 1/2 ។ វាធ្វើតាមពីទំនាក់ទំនង permutation ដែលការ៉េនៃការបង្វិលនៃភាគល្អិតគឺ និងសម្រាប់អេឡិចត្រុង (ជាឯកតានៃ 2) ។
ការវាស់វែងនៃការព្យាករនៃពេលម៉ាញេទិកដោយវិធីសាស្រ្ត Stern និង Gerlach បានបង្ហាញថាសម្រាប់អាតូមអ៊ីដ្រូសែននិងប្រាក់តម្លៃគឺស្មើនឹងមេដែក Bohr ពោលគឺឧ។ ដូច្នេះសមាមាត្រ gyromagnetic សម្រាប់អេឡិចត្រុងមួយ។
ការរៀបចំពិសោធន៍មានស៊ីឡាំង coaxial ពីរដែលតភ្ជាប់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងទៅគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងកន្លែងទំនេរមួយ តាមអ័ក្សដែលខ្សែផ្លាទីនដែលស្រោបដោយប្រាក់ត្រូវបានលាតសន្ធឹង។ ស៊ីឡាំងកាំតូច rមានរន្ធបញ្ឈរ។ ប្រសិនបើចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់សរសៃ វានឹងឡើងកំដៅ ប្រាក់នឹងហួតចេញ អាតូមរបស់វានឹងហោះកាត់តាមរន្ធ ហើយដាក់នៅលើស៊ីឡាំងធំនៃកាំ របង្កើតរូបភាពនៃរន្ធតូចចង្អៀតក្នុងទម្រង់ជាបន្ទះតូចចង្អៀតនៃការធ្វើឱ្យខ្មៅប្រាក់។ រូបភាពនឹងផ្លាស់ប្តូរប្រសិនបើការដំឡើងត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងការបង្វិលជាមួយល្បឿនមុំ w ។ រូបភាពកាត់នឹងត្រូវបានធ្វើឱ្យព្រិលជាមួយនឹងកម្រិតសំឡេងអតិបរមា។ នេះបង្ហាញថាអាតូមប្រាក់មានល្បឿនមិនស្មើគ្នា ដូច្នេះពួកវាមានពេលវេលាធ្វើដំណើរខុសៗគ្នា ហើយនៅពេលដែលស៊ីឡាំងបង្វិល វានឹងទៅដល់ផ្ទៃរបស់វានៅចំណុចផ្សេងៗគ្នា។ វត្តមាននៃការធ្វើឱ្យខ្មៅជាអតិបរមាបង្ហាញថាមានល្បឿនប្រហែលបំផុតមួយចំនួននៃអាតូមប្រាក់។ ទន្ទឹមនឹងនេះការគណនាសាមញ្ញធ្វើឱ្យវាអាចប៉ាន់ប្រមាណល្បឿន vអាតូមប្រាក់។ ស្មើនឹងពេលវេលានៃការហោះហើរនៃអាតូមរវាងផ្ទៃនៃស៊ីឡាំង និងពេលវេលាដែលចំណុចនៃផ្ទៃនៃស៊ីឡាំងធំបានផ្លាស់ប្តូរដោយ xយើងទទួលបាន:
ការសិក្សាអំពីការសាយភាយ និងចលនា Brownian អនុញ្ញាតឱ្យមនុស្សម្នាក់ទទួលបានគំនិតខ្លះៗអំពីល្បឿននៃចលនាច្របូកច្របល់នៃម៉ូលេគុលឧស្ម័ន។ ការពិសោធន៍ដ៏សាមញ្ញបំផុត និងជាគំរូបំផុតសម្រាប់ការប្តេជ្ញាចិត្តរបស់វាគឺការពិសោធន៍របស់ O. Stern ដែលធ្វើឡើងដោយគាត់ក្នុងឆ្នាំ 1920។ ខ្លឹមសារនៃការពិសោធន៍នេះគឺមានដូចខាងក្រោម។
នៅលើតុផ្តេកដែលអាចបង្វិលជុំវិញអ័ក្ស O (រូបភាព 3.2) ផ្ទៃរាងស៊ីឡាំង A និង B ត្រូវបានជួសជុលកាត់កែងទៅនឹងតារាង។ ផ្ទៃ B គឺរឹង ហើយផ្ទៃ A មានរន្ធតូចចង្អៀតស្របទៅនឹងអ័ក្ស O។ ផ្លាទីន A ខ្សែស្រោបប្រាក់មានទីតាំងបញ្ឈរតាមអ័ក្ស O ដែលភ្ជាប់ទៅនឹងសៀគ្វីអគ្គិសនី។ នៅពេលដែលចរន្តឆ្លងកាត់ខ្សែ វាឡើងកំដៅ ហើយប្រាក់ហួតចេញពីផ្ទៃរបស់វា។ ម៉ូលេគុលប្រាក់ហោះហើរគ្រប់ទិសទី ហើយភាគច្រើនតាំងនៅផ្នែកខាងក្នុងនៃផ្ទៃរាងស៊ីឡាំង ក. មានតែធ្នឹមតូចចង្អៀតនៃម៉ូលេគុលប្រាក់ប៉ុណ្ណោះដែលហើរកាត់តាមរន្ធនៅក្នុងនេះ
ផ្ទៃ និងតាំងលំនៅក្នុងផ្ទៃ M លើផ្ទៃ B. ទទឹងនៃបន្ទះក្នុង M ត្រូវបានកំណត់ដោយទទឹងនៃគម្លាតក្នុងផ្ទៃ A. ដើម្បីការពារម៉ូលេគុលប្រាក់ពីការខ្ចាត់ខ្ចាយនៅពេលប៉ះទង្គិចជាមួយម៉ូលេគុលខ្យល់ ការដំឡើងទាំងមូលគឺ គ្របដណ្តប់ដោយមួកមួយដែលខ្យល់ត្រូវបានបូមចេញ។ គម្លាតក្នុងផ្ទៃ A កាន់តែតូច បន្ទះនៅតំបន់ M កាន់តែតូច ហើយល្បឿននៃម៉ូលេគុលអាចកំណត់បានកាន់តែត្រឹមត្រូវ។
និយមន័យនៃល្បឿនគឺផ្អែកលើគំនិតខាងក្រោម។ ប្រសិនបើការដំឡើងទាំងមូលត្រូវបាននាំចូលទៅក្នុងការបង្វិលជុំវិញអ័ក្ស O ជាមួយនឹងល្បឿនមុំថេរ នោះក្នុងអំឡុងពេលដែលម៉ូលេគុលនឹងហោះហើរពីរន្ធទៅផ្ទៃ B នោះវានឹងមានពេលបង្វិល ហើយបន្ទះនឹងផ្លាស់ប្តូរពី តំបន់ M ទៅកាន់តំបន់ K ដូច្នេះហើយ ពេលវេលាហោះហើរនៃម៉ូលេគុលតាមបណ្តោយកាំ និងការផ្លាស់ទីលំនៅពេលវេលានៃចំណុច M នៃផ្ទៃ B ដោយចម្ងាយដូចគ្នា។ ចាប់តាំងពីម៉ូលេគុលរុយស្មើគ្នា
តើល្បឿនដែលចង់បានគឺជាកាំនៃផ្ទៃស៊ីឡាំង A. ដោយសារល្បឿនលីនេអ៊ែរនៃចំណុចនៃផ្ទៃ B គឺខាងត្បូង ពេលវេលាអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយរូបមន្តមួយផ្សេងទៀត៖
ដោយវិធីនេះ
ចាប់តាំងពីពួកវានៅតែថេរក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍ហើយត្រូវបានកំណត់ជាមុនដោយការវាស់វែងវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីស្វែងរកល្បឿននៃម៉ូលេគុល។ នៅក្នុងការពិសោធន៍របស់ Stern វាប្រែទៅជាជិតដល់ 500 m/s ។
ដោយសារបន្ទះនៅក្នុងតំបន់ K ត្រូវបានធ្វើឱ្យព្រិល វាអាចត្រូវបានសន្និដ្ឋានថា ម៉ូលេគុលប្រាក់ហោះហើរឆ្ពោះទៅរកផ្ទៃ B ក្នុងល្បឿនខុសៗគ្នា។ តម្លៃមធ្យមនៃល្បឿននៃម៉ូលេគុលអាចត្រូវបានបញ្ជាក់តាមគណិតវិទ្យាដោយរូបមន្ត
ជាឧទាហរណ៍ យើងកត់សំគាល់ថានៅ 0 °C ល្បឿនមធ្យមនៃម៉ូលេគុលអ៊ីដ្រូសែនគឺ 1840 m/s ហើយអាសូតគឺ 493 m/s ។ ការផ្លាស់ប្តូរកម្រាស់នៃបន្ទះនៅក្នុងតំបន់ K ផ្តល់នូវគំនិតនៃការចែកចាយម៉ូលេគុលយោងទៅតាមល្បឿននៃចលនារបស់វា។ វាប្រែថាមួយចំនួនតូចនៃម៉ូលេគុលមានល្បឿនដែលខ្ពស់ជាងល្បឿនមធ្យមច្រើនដង។
(សូមគិតអំពីកន្លែងដែលនៅក្នុងរូបភាព 3.2 ម៉ូលេគុលបានបន្សល់ទុកនូវដានមួយ ល្បឿនដែលធំជាងល្បឿនមធ្យម និងរបៀបដែលទីតាំងរបស់បន្ទះនឹងផ្លាស់ប្តូរ ប្រសិនបើចរន្តនៅក្នុងខ្សែ O ត្រូវបានកើនឡើង។)
បាឋកថា ៥
ជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចគ្នាជាច្រើននៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក (~10 9 ការប៉ះទង្គិចគ្នាក្នុង 1 វិនាទី) និងជាមួយនឹងជញ្ជាំងនៃនាវា ការចែកចាយស្ថិតិជាក់លាក់នៃម៉ូលេគុលទាក់ទងនឹងល្បឿនត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ក្នុងករណីនេះ ទិសដៅទាំងអស់នៃវ៉ិចទ័រល្បឿនម៉ូលេគុលប្រែទៅជាប្រហែលស្មើគ្នា ហើយម៉ូឌុលល្បឿន និងការព្យាករណ៍របស់វានៅលើអ័ក្សកូអរដោនេគោរពតាមភាពទៀងទាត់ជាក់លាក់។
កំឡុងពេលបុកគ្នា ល្បឿននៃម៉ូលេគុលផ្លាស់ប្តូរដោយចៃដន្យ។ វាអាចប្រែថាម៉ូលេគុលមួយក្នុងចំណោមម៉ូលេគុលនៅក្នុងការប៉ះទង្គិចគ្នាជាបន្តបន្ទាប់នឹងទទួលបានថាមពលពីម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត ហើយថាមពលរបស់វានឹងខ្ពស់ជាងតម្លៃមធ្យមនៃថាមពលនៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ល្បឿននៃម៉ូលេគុលបែបនេះនឹងមានទំហំធំ ប៉ុន្តែទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វានឹងមានតម្លៃកំណត់ ព្រោះល្បឿនអតិបរមាដែលអាចធ្វើបានគឺល្បឿនពន្លឺ - 3·10 8 m/s ។ ដូច្នេះល្បឿននៃម៉ូលេគុលមួយជាទូទៅអាចមានតម្លៃពី 0 ទៅមួយចំនួន υ អតិបរមា វាអាចត្រូវបានអះអាងថាមានល្បឿនលឿនណាស់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងតម្លៃមធ្យមគឺកម្រណាស់ក៏ដូចជាតូចណាស់។
ដូចដែលទ្រឹស្ដី និងការពិសោធន៍បង្ហាញ ការចែកចាយនៃម៉ូលេគុលក្នុងន័យនៃល្បឿនគឺមិនចៃដន្យទេ ប៉ុន្តែពិតជាច្បាស់លាស់។ អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់ថាតើមានម៉ូលេគុលប៉ុន្មាន ឬផ្នែកណានៃម៉ូលេគុលមានល្បឿនស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពេលជាក់លាក់មួយនៅជិតល្បឿនដែលបានផ្តល់ឱ្យ។
អនុញ្ញាតឱ្យមានបរិមាណឧស្ម័នដែលបានផ្តល់ឱ្យ នម៉ូលេគុលខណៈពេលដែល dNម៉ូលេគុលមានល្បឿនចាប់ពី υ ពីមុន υ +ឌីវី. ជាក់ស្តែងនេះគឺជាចំនួនម៉ូលេគុល dNសមាមាត្រទៅនឹងចំនួនម៉ូលេគុលសរុប ននិងតម្លៃនៃចន្លោះល្បឿនដែលបានបញ្ជាក់ ឌីវី
កន្លែងណា ក- មេគុណសមាមាត្រ។
វាក៏ច្បាស់ដែរ។ dNក៏អាស្រ័យលើល្បឿនផងដែរ។ υ ចាប់តាំងពីក្នុងចន្លោះពេលដូចគ្នា ប៉ុន្តែនៅតម្លៃដាច់ខាតនៃល្បឿនខុសៗគ្នា ចំនួននៃម៉ូលេគុលនឹងខុសគ្នា (ឧទាហរណ៍៖ ប្រៀបធៀបចំនួនមនុស្សដែលរស់នៅអាយុ 20-21 ឆ្នាំ និង 99-100 ឆ្នាំ)។ នេះមានន័យថាមេគុណ កនៅក្នុងរូបមន្ត (1) គួរតែជាមុខងារនៃល្បឿន។
ដោយគិតពីចំណុចនេះ យើងសរសេរឡើងវិញ (1) ក្នុងទម្រង់
ពី (2) យើងទទួលបាន
មុខងារ f(υ ) ត្រូវបានគេហៅថាមុខងារចែកចាយ។ អត្ថន័យរូបវន្តរបស់វាមានពីរូបមន្ត (៣)
អាស្រ័យហេតុនេះ f(υ ) គឺស្មើនឹងប្រភាគដែលទាក់ទងនៃម៉ូលេគុលដែលល្បឿនរបស់វាមាននៅក្នុងចន្លោះពេលឯកតានៃល្បឿននៅជិតល្បឿន υ . ច្បាស់ជាងនេះទៅទៀត មុខងារចែកចាយមានអត្ថន័យនៃប្រូបាប៊ីលីតេសម្រាប់ម៉ូលេគុលឧស្ម័នណាមួយដែលមានល្បឿនដែលមាននៅក្នុង ចន្លោះពេលឯកតាជិតល្បឿន υ . ដូច្នេះវាត្រូវបានគេហៅថា ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេ.
ការរួមបញ្ចូល (2) លើល្បឿនទាំងអស់ពី 0 ដល់យើងទទួលបាន
ពី (5) វាធ្វើតាមនោះ។
សមីការ (៦) ត្រូវបានគេហៅថា លក្ខខណ្ឌធម្មតា។មុខងារ។ វាកំណត់ប្រូបាប៊ីលីតេដែលម៉ូលេគុលមានតម្លៃល្បឿនមួយពី 0 ទៅ . ល្បឿននៃម៉ូលេគុលមានអត្ថន័យមួយចំនួន៖ ព្រឹត្តិការណ៍នេះគឺជាក់លាក់ ហើយប្រូបាប៊ីលីតេរបស់វាគឺស្មើនឹងមួយ។
មុខងារ f(υ ) ត្រូវបានរកឃើញដោយ Maxwell ក្នុងឆ្នាំ 1859 ។ នាងត្រូវបានគេដាក់ឈ្មោះ ការចែកចាយ Maxwell:
កន្លែងណា កគឺជាមេគុណដែលមិនអាស្រ័យលើល្បឿន មគឺជាម៉ាសនៃម៉ូលេគុល ធគឺជាសីតុណ្ហភាពឧស្ម័ន។ ដោយប្រើលក្ខខណ្ឌធម្មតា (6) យើងអាចកំណត់មេគុណ ក:
ទទួលយកអាំងតេក្រាលនេះ យើងទទួលបាន ក:
យកទៅក្នុងគណនីមេគុណ កមុខងារចែកចាយ Maxwell មានទម្រង់៖
ជាមួយនឹងការកើនឡើង υ កត្តានៅក្នុង (8) ផ្លាស់ប្តូរលឿនជាងវាលូតលាស់ υ ២. ដូច្នេះ មុខងារចែកចាយ (8) ចាប់ផ្តើមពីប្រភពដើមនៃកូអរដោណេ ឈានដល់អតិបរមានៅតម្លៃល្បឿនជាក់លាក់មួយ បន្ទាប់មកថយចុះ ជិតដល់សូន្យ asymptotically (រូបភាពទី 1)។
រូប ១. ការចែកចាយម៉ូលេគុល Maxwellian
ដោយល្បឿន។ ធ 2 > ធ 1
ដោយប្រើខ្សែកោងការចែកចាយ Maxwell មនុស្សម្នាក់អាចស្វែងរកជាក្រាហ្វិកចំនួនដែលទាក់ទងនៃម៉ូលេគុលដែលល្បឿនរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះល្បឿនដែលបានផ្តល់ឱ្យពី υ ពីមុន ឌីវី(រូបទី 1 តំបន់នៃបន្ទះដែលមានស្រមោល) ។
ជាក់ស្តែង តំបន់ទាំងមូលនៅក្រោមខ្សែកោងផ្តល់ចំនួនសរុបនៃម៉ូលេគុល ន. ពីសមីការ (2) ដោយពិចារណាលើ (8) យើងរកឃើញចំនួនម៉ូលេគុលដែលល្បឿនរបស់វាស្ថិតនៅចន្លោះពេលពី υ ពីមុន ឌីវី
ពី (8) វាត្រូវបានគេមើលឃើញផងដែរថាទម្រង់ជាក់លាក់នៃមុខងារចែកចាយអាស្រ័យលើប្រភេទឧស្ម័ន (ម៉ាស់ម៉ូលេគុល ម) និងសីតុណ្ហភាព និងមិនអាស្រ័យលើសម្ពាធ និងបរិមាណឧស្ម័ន។
ប្រសិនបើប្រព័ន្ធដាច់ស្រយាលមួយត្រូវបានដកចេញពីលំនឹង ហើយចាកចេញទៅដោយខ្លួនវា នោះបន្ទាប់ពីរយៈពេលជាក់លាក់ណាមួយ វានឹងត្រលប់ទៅស្ថានភាពនៃលំនឹងវិញ។ រយៈពេលនេះត្រូវបានគេហៅថា ពេលវេលាសម្រាក. វាខុសគ្នាសម្រាប់ប្រព័ន្ធផ្សេងៗ។ ប្រសិនបើឧស្ម័នស្ថិតនៅក្នុងលំនឹង នោះការចែកចាយល្បឿននៃម៉ូលេគុលមិនផ្លាស់ប្តូរទៅតាមពេលវេលាទេ។ ល្បឿននៃម៉ូលេគុលបុគ្គលកំពុងផ្លាស់ប្តូរឥតឈប់ឈរ ប៉ុន្តែចំនួនម៉ូលេគុល dNដែលល្បឿនរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពេលពី υ ពីមុន ឌីវីនៅតែថេរគ្រប់ពេលវេលា។
ការចែកចាយល្បឿន Maxwellian នៃម៉ូលេគុលតែងតែត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែលប្រព័ន្ធមកដល់លំនឹង។ ចលនានៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នមានភាពច្របូកច្របល់។ និយមន័យពិតប្រាកដនៃភាពចៃដន្យនៃចលនាកម្ដៅមានដូចខាងក្រោម៖ ចលនានៃម៉ូលេគុលគឺចៃដន្យទាំងស្រុង ប្រសិនបើល្បឿននៃម៉ូលេគុលត្រូវបានចែកចាយយោងទៅតាម Maxwell. វាដូចខាងក្រោមថាសីតុណ្ហភាពត្រូវបានកំណត់ដោយថាមពល kinetic ជាមធ្យម ចលនាវឹកវរ. មិនថាល្បឿនខ្យល់បក់ខ្លាំងប៉ុណ្ណាក៏ដោយ វានឹងមិនធ្វើឱ្យវា«ក្តៅ»ឡើយ ។ ខ្យល់សូម្បីតែខ្លាំងបំផុតក៏អាចត្រជាក់ និងក្តៅបានដែរ ពីព្រោះសីតុណ្ហភាពនៃឧស្ម័នមិនត្រូវបានកំណត់ដោយល្បឿនខ្យល់ដែលដឹកនាំនោះទេ ប៉ុន្តែដោយល្បឿននៃចលនាវឹកវរនៃម៉ូលេគុល។
ពីក្រាហ្វនៃមុខងារចែកចាយ (រូបភាពទី 1) វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាចំនួនម៉ូលេគុលដែលល្បឿនរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពេលដូចគ្នា ឃ υ ប៉ុន្តែនៅជិតល្បឿនខុសគ្នា υ បន្ថែមទៀតប្រសិនបើល្បឿន υ ខិតជិតល្បឿនដែលត្រូវនឹងអតិបរមានៃមុខងារ f(υ ) ល្បឿននេះ។ υ n ត្រូវបានគេហៅថាទំនងបំផុត (ទំនងបំផុត) ។
យើងបែងចែក (8) និងស្មើដេរីវេទៅសូន្យ៖
បន្ទាប់មកសមភាពចុងក្រោយត្រូវបានពេញចិត្តនៅពេលដែល៖
សមីការ (១០) ពេញចិត្តនៅពេល៖
ឫសពីរដំបូងត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃអប្បបរមានៃមុខងារ។ បន្ទាប់មកល្បឿនដែលត្រូវគ្នានឹងអតិបរមានៃមុខងារចែកចាយអាចត្រូវបានរកឃើញពីលក្ខខណ្ឌ៖
ពីសមីការចុងក្រោយ៖
កន្លែងណា រគឺជាថេរនៃឧស្ម័នសកល μ - ម៉ាសថ្គាម។
ដោយគិតពី (11) ពី (8) មនុស្សម្នាក់អាចទទួលបានតម្លៃអតិបរមានៃមុខងារចែកចាយ
ពី (11) និង (12) វាបន្តបន្ទាប់ជាមួយនឹងការកើនឡើង ធឬនៅពេលថយចុះ មខ្សែកោងអតិបរមា f(υ ) ផ្លាស់ទីទៅខាងស្តាំ ហើយក្លាយជាតូចជាង ប៉ុន្តែតំបន់នៅក្រោមខ្សែកោងនៅតែថេរ (រូបភាព 1) ។
ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាជាច្រើន វាងាយស្រួលប្រើការចែកចាយ Maxwell ក្នុងទម្រង់កាត់បន្ថយ។ សូមណែនាំល្បឿនទាក់ទង៖
កន្លែងណា υ - ល្បឿននេះ។ υ ន- ល្បឿនមិនគួរឱ្យជឿបំផុត។ ដោយគិតក្នុងចិត្ត សមីការ (៩) មានទម្រង់៖
(១៣) គឺជាសមីការសកល។ ក្នុងទម្រង់នេះ មុខងារចែកចាយមិនអាស្រ័យលើប្រភេទឧស្ម័ន ឬសីតុណ្ហភាពទេ។
ខ្សែកោង f(υ ) គឺមិនស្មើគ្នា។ ពីក្រាហ្វ (រូបភាពទី 1) វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាភាគច្រើននៃម៉ូលេគុលមានល្បឿនធំជាង υ ន. ភាពមិនស៊ីមេទ្រីនៃខ្សែកោងមានន័យថាល្បឿនមធ្យមនព្វន្ធនៃម៉ូលេគុលមិនស្មើនឹង υ ន. ល្បឿនមធ្យមនព្វន្ធស្មើនឹងផលបូកនៃល្បឿននៃម៉ូលេគុលទាំងអស់ បែងចែកដោយចំនួនរបស់វា៖
ចូរយើងពិចារណាថាយោងទៅតាម (2)
ជំនួស (14) តម្លៃ f(υ ) ពី (8) យើងទទួលបានល្បឿនមធ្យមនព្វន្ធ៖
យើងទទួលបានការ៉េមធ្យមនៃល្បឿនម៉ូលេគុលដោយគណនាសមាមាត្រនៃផលបូកនៃការ៉េនៃល្បឿននៃម៉ូលេគុលទាំងអស់ទៅនឹងចំនួនរបស់វា៖
បន្ទាប់ពីការជំនួស f(υ ពី (8) យើងទទួលបាន:
ពីកន្សោមចុងក្រោយយើងរកឃើញល្បឿនការ៉េមធ្យម៖
ការប្រៀបធៀប (11), (15) និង (16) យើងអាចសន្និដ្ឋានបានថា ហើយមានភាពស្មើគ្នាលើសីតុណ្ហភាព និងខុសគ្នាតែក្នុងតម្លៃលេខប៉ុណ្ណោះ៖ (រូបភាពទី 2)។
រូប ២. ការចែកចាយ Maxwell ដោយតម្លៃដាច់ខាតនៃល្បឿន
ការចែកចាយ Maxwell មានសុពលភាពសម្រាប់ឧស្ម័នក្នុងលំនឹង ចំនួនម៉ូលេគុលដែលបានពិចារណាត្រូវតែធំល្មម។ សម្រាប់ម៉ូលេគុលមួយចំនួនតូច គម្លាតសំខាន់ៗពីការចែកចាយ Maxwell (ភាពប្រែប្រួល) អាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ។
ការកំណត់ពិសោធន៍ដំបូងនៃល្បឿននៃម៉ូលេគុលត្រូវបានអនុវត្តដោយ តឹងក្នុងឆ្នាំ 1920 ។ ឧបករណ៍របស់ Stern មានស៊ីឡាំងពីរនៃកាំផ្សេងគ្នា ជួសជុលនៅលើអ័ក្សដូចគ្នា។ ខ្យល់ចេញពីស៊ីឡាំងត្រូវបានជម្លៀសទៅកន្លែងទំនេរជ្រៅ។ ខ្សែស្រឡាយផ្លាទីនគ្របដណ្តប់ដោយស្រទាប់ស្តើងនៃប្រាក់ត្រូវបានលាតសន្ធឹងតាមអ័ក្ស។ នៅពេលដែលចរន្តអគ្គីសនីត្រូវបានឆ្លងកាត់សរសៃ វាត្រូវបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (~1200 o C) ដែលនាំទៅដល់ការហួតនៃអាតូមប្រាក់។
រន្ធបណ្តោយតូចចង្អៀតមួយត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងជញ្ជាំងនៃស៊ីឡាំងខាងក្នុង ដែលតាមរយៈនោះអាតូមប្រាក់ដែលផ្លាស់ទីបានឆ្លងកាត់។ ការតាំងលំនៅនៅលើផ្ទៃខាងក្នុងនៃស៊ីឡាំងខាងក្រៅ ពួកគេបានបង្កើតជាបន្ទះស្តើងដែលគេសង្កេតឃើញយ៉ាងល្អ ទល់មុខរន្ធ។
ស៊ីឡាំងចាប់ផ្តើមបង្វិលដោយល្បឿនមុំថេរ ω ។ ឥឡូវនេះ អាតូមដែលឆ្លងកាត់រន្ធនោះលែងស្ថិតនៅទល់មុខរន្ធនោះទៀតហើយ ប៉ុន្តែត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅនៅចម្ងាយជាក់លាក់មួយ ដោយសារក្នុងអំឡុងពេលហោះហើររបស់ពួកគេ ស៊ីឡាំងខាងក្រៅមានពេលវេលាដើម្បីបត់តាមមុំជាក់លាក់មួយ។ នៅពេលដែលស៊ីឡាំងបង្វិលក្នុងល្បឿនថេរ ទីតាំងនៃបន្ទះដែលបង្កើតឡើងដោយអាតូមនៅលើស៊ីឡាំងខាងក្រៅបានផ្លាស់ប្តូរដោយចម្ងាយខ្លះ។ លីត្រ.
ភាគល្អិតតាំងនៅចំណុចទី 1 នៅពេលការដំឡើងនៅស្ថានី ហើយនៅពេលការដំឡើងបង្វិល ភាគល្អិតនៅត្រង់ចំណុចទី 2 ។
តម្លៃល្បឿនដែលទទួលបានបានបញ្ជាក់ពីទ្រឹស្តីរបស់ Maxwell ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះបានផ្តល់ព័ត៌មានប្រហាក់ប្រហែលអំពីលក្ខណៈនៃការចែកចាយម៉ូលេគុលលើល្បឿន។
កាន់តែត្រឹមត្រូវ ការចែកចាយ Maxwell ត្រូវបានផ្ទៀងផ្ទាត់ដោយការពិសោធន៍ Lammert, Easterman, Eldridge និង Costa. ការពិសោធន៍ទាំងនេះបានបញ្ជាក់ពីទ្រឹស្ដីរបស់ Maxwell យ៉ាងត្រឹមត្រូវ។
ការវាស់វែងដោយផ្ទាល់នៃល្បឿននៃអាតូមបារតនៅក្នុងធ្នឹមមួយត្រូវបានធ្វើឡើងនៅឆ្នាំ 1929 ឡាមមេត. គ្រោងការណ៍សាមញ្ញនៃការពិសោធន៍នេះត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៣.
រូប ៣. គ្រោងការណ៍នៃការពិសោធន៍របស់ Lammert
1 - ថាសបង្វិលយ៉ាងលឿន, 2 - រន្ធតូចចង្អៀត, 3 - ឡ, 4 - collimator, 5 - គន្លងម៉ូលេគុល, 6 - ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា
ថាសពីរ 1, ម៉ោននៅលើអ័ក្សធម្មតា, មានរន្ធដោតរ៉ាឌីកាល់ 2, ផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកដោយមុំមួយ។ φ . ទល់មុខរន្ធដោតគឺចង្រ្កានទី 3 ដែលលោហៈរលាយទាបត្រូវបានកំដៅដល់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ អាតូមដែកដែលគេឱ្យឈ្មោះថា ក្នុងករណីនេះ បារតបានហោះចេញពីឡ ហើយត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅដែលត្រូវការ ដោយមានជំនួយពី collimator 4 ។ វត្តមាននៃរន្ធពីរនៅក្នុង collimator ធានាឱ្យមានចលនានៃភាគល្អិតរវាងថាសនៅតាមបណ្តោយគន្លង rectilinear 5. លើសពីនេះ អាតូមដែលបានឆ្លងកាត់រន្ធនៅក្នុងថាសត្រូវបានកត់ត្រាដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា 6. ការរៀបចំដែលបានពិពណ៌នាទាំងមូលត្រូវបានដាក់ក្នុងកន្លែងទំនេរជ្រៅ។ .
នៅពេលដែលឌីសបង្វិលដោយល្បឿនមុំថេរ ω មានតែអាតូមដែលមានល្បឿនជាក់លាក់ប៉ុណ្ណោះដែលឆ្លងកាត់រន្ធរបស់ពួកគេដោយគ្មានឧបសគ្គ។ υ . សម្រាប់អាតូមឆ្លងកាត់រន្ធទាំងពីរ ភាពស្មើគ្នាត្រូវតែមាន៖
កន្លែងណា ∆ t 1 - ពេលវេលានៃការហោះហើរនៃម៉ូលេគុលរវាងថាស, Δ t 2 - ពេលវេលានៃការបង្វិលថាសនៅមុំមួយ។ φ . បន្ទាប់មក៖
តាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរល្បឿនមុំនៃការបង្វិលរបស់ឌីស វាអាចបំបែកម៉ូលេគុលចេញពីធ្នឹមជាមួយនឹងល្បឿនជាក់លាក់មួយ។ υ ហើយយោងទៅតាមអាំងតង់ស៊ីតេដែលបានកត់ត្រាដោយឧបករណ៍ចាប់ដើម្បីវិនិច្ឆ័យមាតិកាដែលទាក់ទងរបស់ពួកគេនៅក្នុងធ្នឹម។
តាមរបៀបនេះ គេអាចធ្វើការពិសោធផ្ទៀងផ្ទាត់ច្បាប់ Maxwellian នៃការបែងចែកម៉ូលេគុលទាក់ទងនឹងល្បឿន។
