Таблица.1.

10. При достижении интенсивности значения прекратить измерения. Выключить генератор.

10. По формуле (2.5) по результатам измерения показаний вольтметра на различных высотах z определить эффективную температуру частиц воды (в результате расчета получается значение температуры, суще­ственно отличающееся от комнатной). При этом температура ячейки и колбы ком­натная.

11.Для измерения коэффициента диффузии измерить геометрические параметры установки (штангенциркулем или линейкой), данные измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

12. Измерить начальное положение уровня жидкости в ячейке .

Включить генератор на время , измерить изменение высоты жидкости в ячейке , и высоту столба частиц H. Изменение уровня жидкости за время работы генератора равно =. Выключить генератор. Через 10-15 минут повторить измерения. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3

13.По средним величинам измерений рассчитать коэффициент диффузии по формуле (2.10). Результаты записать в таблицу 1. Рассчитать коэффициент подвижности по формуле (2.11) для каждого значения эффективной температуры.

Следует отметить, что измерения не зависят от сорта жидкости. Од­нако, средний размер частиц 100 мкм, получаемых методом ультразвуковой кавитации, фирмой изготовителем генератора указывается только для воды. Точность измерений вы­сот, а, следовательно, и коэффициента диффузии может быть повышена применением окулярного микроскопа.

14. Используя соотношение Эйнштейна (2.2) и величину эффективной температуры частиц, определить подвижность частиц жидкости.

15. Для исследования распределения Больцмана включить генератор до установления стационарного распределения частиц воды по высоте столба (15-20 минут).

16. Выключить генератор. Провести измерения прозрачности столба жидкости. Занести измерения в таблицу 4.

Таблица 4

17. По формуле (2.5) по результатам измерения показаний вольтметра на различных высотах z определить эффективную температуру частиц воды.

18. Построить на одном графике зависимости для трех значений эффективной температуры.

4. Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен содержать название работы, формулировку цели работы, схему экспериментальной установки ,расчетные формулы, таблицы результатов 1,2,3,4, графики, выводы по результатам экспериментов.

5. Контрольные вопросы

1. Выведите формулу для функции распределения Больцмана.

2. Выведите барометрическую формулу.

3. Как меняется распределение Больцмана с ростом температуры? с ростом массы частиц?

4. Объясните диффузию в газах.

5. Вывести закон Фика.

6. Вывести уравнение для коэффициента диффузии.

7. Расскажите об экспериментальной установке.

8. Как экспериментально определить температуру частиц?

9. На чем основано экспериментальное определение коэффициента диффузии?

10. Как получить соотношение Эйнштейна? В чем его физический смысл?

11.Как экспериментально подтверждается распределение Больцмана?

6.Список литературы

1. Иродов И.Е. Физика макросистем. : Учебное пособие /И.Е. Иродов.- М: Физматлит.2001- 430с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики .В 3-х т. [Текст] : Учебное пособие / И. В. Савельев. – Изд.5-е,стереотип. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2006. - Т.1. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. – 496с.

3. Шапочкин М.Б. Статистическая физика. : Учебное пособие / М.Б. Шапочкин. - М: Издательский дом Физического общества, 2004 -84с.