Довжина вільного пробігу - Фізична енциклопедія
ДОВЖИНА ВІЛЬНОГО ПРОБІГУ (точніше, середнядовжина вільного пробігу ) - порівн. відстань, яка проходить частка між двома послідоват. зіткненнями. Д. с. п.- важливе поняття кінетичної теорії газів, введене P. Клаузіусом (R. Clausius) у 1858.
Д. с. п. дорівнює , де-пор. швидкість молекул, - порівн. час між зіткненнями, причому - частота зіткнень, тобто пор. кількість зіткнень, що випробовуються молекулою за одиницю часу в одиниці об'єму. Отже, . Для газу пружних сфер радіусу а частота зіткнень , де п - число молекул в одиниці об'єму - повне ефф. перетин зіткнення.
У випадку частота зіткнень дорівнює , де і - модуль відносить. швидкості,
- Повне ефф. перетин зіткнень,
кут. дужки означають усереднення Максвелла розподілу відносних швидкостей з наведеною масою -диференц. еф. перетин зіткнення. При обчисленні кінетичних коеф. виявляються суттєвими т.з. транспортні Д. с. п. Напр., для дифузії вводять транспортне ефф. перетин
Поняття Д. с. п. зручно для якостей. розгляду явищ перенесення в газах, воно узагальнено на випадок систем слабовзаємодіючих частинок: електронний газ у металах і напівпровідниках, нейтрони в слабопоглинаючих середовищах тощо [5]
Чепмен С., Каулінг Т., Математична теорія неоднорідних газів, пров. з англ., M., 1960, гл.5; Ферцигер Д., Капер Р., Математична теорія процесів перенесення в газах, пров. з англ., M., 1976, гол. 2, 14. Д. Н. Зубарєв.
Д. с. п. заряджених частинок (електронів та іонів). При класич. розгляді поняття повного ефективного перерізу та Д. с. п. по відношенню до пружних зіткнень заряд. частинок втрачають сенс,оскільки зарядж. частинки взаємодіють між собою на скільки завгодно великих відстанях r. Квантова механіка, ґрунтуючись на співвідношеннях невизначеностей, дає кінцеве значення для l, якщо взаємодія зменшується швидше, ніж 1/r 3 . У плазмі суттєвий ефект екранування кулонівського поля заряду на відстанях, що визначаються дебаївським радіусом зкранування.
У плазмі з електронною температурою Т е і щільністю електронів N (щільність іонів при цьому дорівнює N/Z i , де Z i - СР заряд іонів) Д. с. п. електронів по відношенню до електрон-електронних зіткнень дорівнює , тут е - заряд електрона і L e - Кулонівський логарифм, що залежить від Т е і дебаєвського радіусу. Д. с. п. електронів по відношенню до електрон-іонних зіткнень у Z i разів менше і становить Д. с. п. іонів по відношенню до іонійних зіткнень: , де T i - іонна темп-pa, L i - кулонавський логарифм з іонними величинами замість електронних.
За допомогою Д. с. п. виробляються аналітич. оцінки кінетичних коеф. газів та плазми.
Смирнов Би. M., Фізика слабоіонізованого газу, M., 1972; Ліфшиц E. M., Пітаєвський Л. П., Фізична кінетика, M., 1979. Л. П. Пресняков.