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Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung?

Schule, Ausbildung, Studium, Beruf, Erster und Zweiter Bildungsweg, etc.
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Chawki

Beitrag von Chawki »

Unter Anderem während eines Physik-Studiums oder Chemie-Studiums wird im Physik-Praktikum ein Modellversuch zur Kinetischen Gastheorie/Maxwellschen Geswindigkeitsverteilung durchgeführt, bei dem auch die Geschwindigkeitsverteilung gemessen wird. Mir ist dabei aber aufgefallen, dass dabei die Geschwindigkeitsverteilung von einem kleinen austretenden "Gasstrom" gemessen wird und bei diesem die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung angepasst werden soll.
Dies findet man beispielsweise bei

http://www.unibas.ch/phys-ap/vers07/Ver ... uch07.pdf.

Das ist aber falsch, denn es wird hierbei nur die Geschwindigkeitsverteilung des austretenden Gasstroms gemessen und der durch eine Fläche gehende Strom, beispielsweise ein aus einer Öffung austretender Gasstrom, ist das Flächenintegral von Dichte * Geschwindigkeit, so dass diese Geschwindigkeitsverteilung nicht die Maxwellsche Geswindigkeitsverteilung sein kann.
Die tatsächlich Geschwindigkeitsverteilung ist mit

const0 * v^3 * exp(-const1 * v^2)

etwas schmaler und zu höheren Geschwindigkeiten verschoben, verglichen mit der Maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung

const0 * v^2 * exp(-const1 * v^2).

Dies kann man in vielen Artikeln nachlesen und an gemessenen Geschwindigkeitsverteilungen deutlich sehen, beispielsweise in

R. C. Miller and P. Kusch, Velocity Distributions in Pottasium and Thallium Atomic Beams, Physical Review, Volume 99, Number 4, 1955.

Welche Version vom Modellversuch zur Kinetischen Gastheorie/Maxwellschen Geswindigkeitsverteilung wird bei euch gelehrt und wissen die Verantwortlichen, was sie da machen? :confused:
iggi2

Beitrag von iggi2 »

so ungefähr

http://www1.physik.tu-muenchen.de/~kres ... r4017.html

die verteilungsfunktion f(v) wäre dann rund v^2*exp{-Ekin/kT}
Chawki

Beitrag von Chawki »

Original erstellt von iggi
so ungefähr

http://www1.physik.tu-muenchen.de/~kres ... r4017.html

die verteilungsfunktion f(v) wäre dann rund v^2*exp{-Ekin/kT}
Ja, das ist richtig falsch; da soll etwas rauskommen, was sowohl theoretisch wie experimentell nicht rauskommen kann.
Anscheinend stammt diese Legende von dem Studienrat, der das Gerät entwickelt hat, aber dass sich diese Legende immer noch hält ist erstaunlich. Da ist es kein Wunder, dass D beim Pisa-Test schlecht abschneidet.
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