22668

Методи визначення числа Авогадро (досліди Перрена)

Доклад

Физика

Методи визначення числа Авогадро досліди Перрена 1ий метод Перрена: досліджував броунівський рух частинок усі частинки зважені в рідині знаходяться в постійному хаотичному русі. В неї не входить миттєва швидкість броунівської частинки яку поміряти неможливо. Замість неї входить довжина прямолінійного відрізка що зєднує положення частинки у два різні моменти часу: x2 = 2kTBt де k стала Больцмана В рухливість частинки де η коефіцієнт внутрішнього тертя а α радіус частинки частинка має форму кульки наближено. Перрен...

Украинкский

2013-08-04

38 KB

31 чел.

56. Методи визначення числа Авогадро (досліди Перрена)

1-ий метод Перрена: досліджував броунівський рух частинок (усі частинки зважені в рідині знаходяться в постійному хаотичному русі). Математичну теорію цього руху розробив Ейнштейн. В неї не входить миттєва швидкість броунівської частинки, яку поміряти неможливо. Замість неї входить довжина прямолінійного відрізка, що з’єднує положення частинки у два різні моменти часу: <x2> = 2kTBt, де k – стала Больцмана, В – рухливість частинки , де η – коефіцієнт внутрішнього тертя, а α – радіус частинки (частинка має форму кульки - наближено).

Перрен відмічав через рівні проміжки часу (t=30c) послідовні положення однієї броунівської частинки у полі зору мікроскопу і з’єднував ці положення відрізками. З мал.. знаходяться проекції переміщень на якийсь напрямок, після чого визначається <x2>, і за формулою Ейнштейна k і число NA з ( R- універсальна газова стала, k- стала Больцмана).

2-ий метод Перрена: також використовував броунівський рух. Метод оснований на розподілі Больцмана:  . В полі сил тяжіння має вигляд . Треба знати масу, але виміряти масу молекули дуже важко. Роль молекули можуть відігравати мікроскопічні частинки. В полі сил тяжіння вони мають виконувати броунівський рух і вести себе подібно ідеальному газу з великою молекулярною масою. Частинки макромолекули поміщають в рідину, густина якої набагато менша за густину самих частинок (щоб частинки не осідали на дні). Треба врахувати, що підняття частинки супроводжується опусканням такого ж об’єму рідини, тоді εр = (m - mp)gz, де mмаса частинки, а mp – маса рідини, таким чином . Якщо n1 і n2 – виміряні концентрації частинок на висотах z1 і z2, тоді

.

Розподіл концентрації за висотою досліджувався за допомогою мікроскопу: у ванночку поміщалась крапля досліджуваної емульсії. Два способи спостереження: препарат вертикально і препарат горизонтально. Рахували число частинок у різних шарах => можна знайти відношення концентрації n1/n2 на різних висотах. Маса частинки m і води mp рахується за розмірами частинок і густини. Для цього брали декілька частинок, що вишикувалися в ряд і міряли довжину ряду. Поділивши на кількість дістаєм діаметр кожної частинки (d0.4 мкм).

Таким чином всі величини, що в правій частині формули 2 знаходяться експериментально. Після цього враховуємо k і