Исходя из того, что луч света переходит из менее плотной среды в более плотную, запишем уравнение нахождения показателя преломления n.
n = sin(a) / sin (гамма), sin(гамма) = 1,4/(2*1,47). Рассчитаем гимотенузу (внутри пленки как видите обозначенную лучом) sin(гамма) = d/L , L - длина гипотенузы, d - смещение луча. Вычислим L = 0,00088. По теореме пифагора вычислим высоту, являющейся толщиной пленки : H = sqrt(L^2 - d^2) после вычислений на калькуляторе получаем H = 0,81 * 10 в степени (-3). Появилась степень так как перевел в систему СИ длину бокового смещения.
Сравнивая уравнение состояния идеального газа и основное уравнение кинетической теории газов, записанные для одного моля (для этого число молекул N возьмём равным числу Авогадро NА), найдём среднюю кинетическую энергию одной молекулы:
и .
Откуда
. (31)
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от её природы и пропорциональна абсолютной температуре газа T. Отсюда следует, что абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии молекул.
Величина R/NА = k в уравнении (31) получила название постоянной Больцмана и представляет собой газовую постоянную, отнесенную к одной молекуле:
k = 1,38·10-23 Дж/К-23.
Так как =kТ, то средняя квадратичная скорость равна
. (32)
Подставляя значение средней кинетической энергии поступательного движения молекул (31) в основное уравнение молекулярно–кинетической теории газов, получим другую форму уравнения состояния идеального газа:
P = n0kT. (33)
Давление газа пропорционально произведению числа молекул в единице объема на его термодинамическую температуру.
На рис. приведена схема опыта Штерна для определения скорости молекул газа.
В нагревателе с поверхности проволоки, раскаленной электрическим током, испаряются атомы серебра. Попадая из нагревателя через отверстие в вакуумную камеру, молекулы пара с системы щелей формируются в узкий пучок, направленный в сторону двух дисков, вращающихся с угловой скоростью w .Диски используются для сортировки молекул по скоростям. Угол между прорезями в дисках q. Расстояние между дисками X в процессе эксперимента не изменяется. Для того, чтобы молекула пара попала на приемник детектора частиц, она должна пройти через прорези в дисках. Для этого время прохождения молекулы, движущейся со скоростью V между дисками, должно быть равно времени поворота прорези второго диска на угол q. Поэтому
V=w· X/ q
Vг=54-72=-18[км/ч]