Distribucion maxwelliana

Confirmación Experimental de la Distribución Maxwelliana
_Maxwell obtuvo la ley de la distribución de las velocidades moleculares en 1859. En aquella época no era posible comprobar su ley por medidas directas y de hecho, no fue sino hasta 1920 que Stern hizo el primer intento para lograrlo. En 1955, se pudo hacer una verificación experimental de gran precisión de la ley, que realizaron Millery Kusch en la Universidad de Columbia._
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_En la figura anterior se muestra un esquema del aparato que usaron. En una serie de _experimentos, las paredes del horno O _se calentaban, y en su interior se había puesto talio. Algunas moléculas del vapor de talio _escapaban por la rendija S, hacia un espacio fuera del horno, en el cual se había hecho un vacío e incidíansobre un cilindro R en rotación.
Este cilindro es de una longitud que llamamos L, y tenía un conjunto de surcos helicoidales, sin embargo, en la figura sólo podemos ver uno de ellos.
A una rapidez angular w del cilindro, sólo aquellas moléculas con una rapidez v muy bien definida, podían pasar a través de los surcos sin pegar en las paredes.
La rapidez v puede determinarse a partir de:{draw:frame} Tiempo transcurrido a lo largo del_ _surco:
_En donde {draw:frame} era el desplazamiento angular entre la entrada y la salida del surco helicoidal._
En consecuencia, el cilindro giratorio es un selector de velocidades en donde la rapidez seleccionada es proporcional a la rapidez angular (w) como lo demuestra la ecuación anterior. Lo que se observa es la intensidad del hazregistrada por el detector D como función de la rapidez v seleccionada._ _
En 1946, Rainwater y Havens, también de la Universidad de Columbia, proporcionaron una prueba experimental convincente de la ley de distribución de Maxwell de las rapideces usando un “gas” de neutrones. Los neutrones se producían en una serie continua de paquetes cortos_ en un ciclotrón y se les hacía incidir sobre un bloquede parafina. Por colisiones repetidas con los núcleos del bloque de parafina, los neutrones se frenaban rápidamente y llegaban al equilibrio térmico con éste, comportándose entonces como un “gas de neutrones” en un recipiente. Sin embargo, el recipiente dejaba escapar los neutrones debido a que éstos se difunden a través de las paredes de la parafina y se movían a través del laboratorio. Usandométodos electrónicos es posible medir el tiempo entre la producción de los neutrones en el ciclotrón y su llegada a un detector distante después de escapar del bloque de parafina. Por lo tanto, se puede medir la distribución de rapideces en un haz colimado de neutrones que escapan y se puede comparar la predicción de Maxwell; la concordancia entre la teoría y el experimento es excelente._
_Aunquela distribución de rapideces de Maxwell para gases concuerda muy bien con las observaciones en condiciones ordinarias, ya no lo hace cuando la densidad es grande, y las suposiciones básicas de la teoría cinética clásica dejan de ser válidas. En estas regiones se debe usar una distribución de rapideces fundamentales en los principios de la física cuántica, que es la distribución de Fermi y Dirac ola de Bose y Einstein. Estas distribuciones cuánticas concuerdan muy bien con la distribución de Maxwell en la región clásica y también con los experimentos en donde falla la distribución clásica. Por lo tanto, existen límites en la aplicación de la distribución de Maxwell, como de hecho los hay en cualquier teoría. _
_ {draw:frame} _UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOSOCCIDENTALES “EZEQUIEL ZAMORA” UNELLEZ – BARINAS
Confirmación Experimental de la Distribución Maxwelliana
BACHILLERES:
Aure María C.I: 19.620.814
Castillo Ana C.I: 19.191.715
EDUC. MENCIÓN FÍSICA V SEMESTRE
SECCIÓN: M – 1
BARINAS, MARZO DE 2010
Bibliografía
Textos consultados:
Resnick, R.; Halliday, D._ (1985), Física - Parte 1. Cia Editorial Continental, S.A. de...