Почему в опыте Штерна воздух из цилиндра выкачивался до высокого вакуума?

Физика 9 класс Квантовая механика опыт Штерна воздух цилиндр высокий вакуум физика 9 класс Новый

В опыте Штерна, который был проведен для изучения свойства частиц, таких как электроны, важно было создать условия, при которых можно было бы наблюдать их поведение без влияния внешних факторов. Одним из таких факторов является взаимодействие частиц с молекулами воздуха. Давайте разберемся, почему в этом опыте воздух выкачивался до высокого вакуума.

Вот основные причины:

• Минимизация столкновений: Когда электроны или другие частицы движутся в газе, они сталкиваются с молекулами воздуха. Эти столкновения могут изменить направление и скорость частиц, что затрудняет наблюдение их истинных свойств. Выкачивание воздуха до высокого вакуума значительно уменьшает количество молекул, с которыми могут столкнуться электроны.
• Чистота эксперимента: В условиях высокого вакуума можно избежать загрязнений и других нежелательных эффектов, которые могут возникнуть из-за присутствия газов. Это позволяет получить более точные и надежные результаты.
• Увеличение длины свободного пробега: Длина свободного пробега — это расстояние, которое частица проходит между столкновениями. В вакууме эта длина значительно увеличивается, что позволяет электронам двигаться более свободно и предсказуемо.
• Упрощение анализа данных: В условиях вакуума легче интерпретировать результаты эксперимента, так как влияние внешних факторов сведено к минимуму. Это позволяет ученым лучше понять поведение частиц.

Таким образом, выкачивание воздуха до высокого вакуума в опыте Штерна является важным шагом для получения точных и надежных результатов, позволяя исследовать свойства частиц без влияния молекул воздуха.