1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : مواضيع عامة في الفيزياء : مواضيع اخرى :

Gas Fluctuations

المؤلف:  Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny

المصدر:  A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS

الجزء والصفحة:  part 2 , p 43

29-8-2016

1256

Gas Fluctuations

A high-vacuum chamber is evacuated to a pressure of 10-11 atm. Inside the chamber there is a thin-walled ballast volume filled with helium gas at a pressure P = 10-6 atm and a temperature T = 293 K. On one wall of this ballast volume, there is a small hole of area A = 10-3 cm2. A detector counts the number of particles leaving the ballast volume during time intervals ∆t = 1 ms.

a) Find the average number of molecules counted by the detector.

b) Find the mean square fluctuation of this number.

c) What is the probability of not counting any particles in one of the measurements?

SOLUTION

a) We can disregard any particles from the high-vacuum part of the setup and consider the problem of molecular flow from the ballast volume into the vacuum chamber. The number of particles was calculated

(1)

where n is the particle concentration and ⟨v⟩ is the average velocity. Expressing n via the pressure P and using

(2)

we obtain

(3)

b) At the given pressure the molecules are in the Knudsen regime, the mean free path λ >> A1/2. Therefore, we can assume that the molecular distribution will not change and N can be obtained from the Poisson distribution. The mean fluctuation

(4)

The mean relative fluctuation is given by

(5)

c) The probability of finding N particles as a result of one of the measurements, according to the Poisson distribution, is

(6)

Therefore, the probability of counting zero particles in 1 ms is

(7)

an exceedingly small number.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي