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  • 1 # 語境思維

    電爐內加熱銀塊,意味著在一個密閉容器內。題中“銀原子束”的說法,似有不妥:

    所蒸發的若干銀原子,不宜看成原子束或原子注(atomic beam),而應看作銀原子蒸汽狀態,簡稱銀原子氣。相應的叫氣態銀原子。

    此時的銀原子氣體的統計熱力學速度,可按麥克斯韋速率分佈,與諸如水蒸氣分子、氮氣分子一樣處理。

    麥克斯韋速率分佈下匯出的最常用公式,就是均方根速度v(rms):

    v(rms)=√(3kT/m)=√(3RT/M)...(1)

    式(1)中,k是玻爾茲曼常數,m是亞原子氣、原子氣、分子氣的質量,R是氣體常數,M是摩爾質量,M=Nm=6.02×10²²m。

    將式(1)做等效變形,就是熱力學第一定律,亦或動能守恆定律:

    ½mv²=3×½kT...(2)

    ½Mv²=3×½RT...(3)

    方程(2)可一般性作為氣體粒子平均速度的估計,方程(3)在實驗工作中,比較方便。

    方程(2)或方程(3)的右邊,也可以看成是運動粒子激發空間場量子的輻射動能,有:

    ½mv²=3×½kT=ξ(m/m₀)hc/λ...(4)

    方程(4)中,m₀是電子質量,相當於場量子或光子的固有質量。由此可計算氣體銀原子所激發的電磁波頻率或波長。ξ≈10~2000,是場效應的經驗係數,此處的ξ≈10。

    不過,公式歸公式,實驗歸實驗,物理方程也不是鐵板一塊,具體情況還是要具體分析。

    對於密閉容器的容積、敞口容器的大氣壓強、銀材料的體型大小、電爐功率大小、銀原子在特定壓強下的飽和蒸氣壓等諸多因素,應該有對方程的修正係數。

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