Elektronin nopeus ja lämpötila

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

"Lämpötila T on suoraan verrannollinen hiukkasten keskimääräiseen ja satunnaiseen kineettiseen energiaan."

Eli jos elektronin nopeus on kaksinkertainen toiseen elektroniin, sen lämpötila on samalla kaksinkertainen vai? Miten elektronille saadaan laskettua lämpötila nopeuden mukaan ja onko elektronin lämpötila pienin kun se on levossa?

Kommentit (6)

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
Armando
"Lämpötila T on suoraan verrannollinen hiukkasten keskimääräiseen ja satunnaiseen kineettiseen energiaan."



Jep, näin on. Ja yleensä tavallisessa aineessa klassisesti tarkasteltuna kyse on molekyylien kineettisistä energioista.


Eli jos elektronin nopeus on kaksinkertainen toiseen elektroniin, sen lämpötila on samalla kaksinkertainen vai? Miten elektronille saadaan laskettua lämpötila nopeuden mukaan ja onko elektronin lämpötila pienin kun se on levossa?

Hmm, no jos nopeus on kaksinkertainen, niin se kineettinen energia on n. 1,4 kertainen. (neliöjuuri 2) Ei taida olla mielekästä laskea lämpötilaa yksittäiselle elektronille, mutta tietenkin voi ajatella olevan jotain elektronikaasua, jolle tuo lämpötila voidaan määrittää. Klassinen tarkastelu vaan ei välttämättä enää ole ihan mielekäs...

Klassinen tarkastelu on mielekäs tavalisen aineen kohdalla, joka koostuu molekyyleistä tai atomeista. Silloin energia vapaussastetta kohden on E=1/2kT, ja esimerkiksi yksiatomisessa kaasussa keskimääräinen liike-energia on E=3/2kT. (3 vapausastetta)

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Eikös se mene juurikin toisin päin...

E(v1)=½ m (v1)^2

E(v2)=½ m (v2)^2

v2=2 v1

E(v2)=½ m (2 v1)^2

E(v2)=½ m 4 (v1)^2

Suhdeluvuksi tulee

E(v2) ---½ m 4 (v1)^2---4
E(v1) --- ½ m (v1)^2 --- 1

=> 4

Eli autokoulussakin opetetulla tavalla, kun nopeus kaksinkertaistuu, liike-energia nelinkertaistuu.

Tarkoititko sanoa, että jos liike-energia kaksinkertaistuu, niin nopeus on noin 1,4-kertainen verrattuna alkunopeuteen?

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

Vierailija

Peruste elektronien kierrosluvulle ja atominopeudelle radio- eli yksilöllisten sm-hiukkasten ja mikroaaltojen, pienimpien varsinaisten fotonien, aallonpituusraja noin 3cm. Elektronin kierrosluku protonin ympäri luokkaa 10 miljardia/s, matkanopeus luokkaa 10m/s.

Atomiaineen lämpötila lähinnä on värinää, ynnä jatkuvia häriöitä, joita poistaa säteily. Siten elektronin liikenopeus atomissa pysynee jokseenkin vakiona.

Lämpötilan nousu ilmenee molekyylien kasvanvana värinänä. Sidokset niiden välillä heikekenevät, mikä johtaa nestemäiseen ja sitten kaasumaiseen olomuotoon. Plasmassa elektronien yhteys protoneihin on jo löysähkö, eikä molekyylejä ole.

Sähkösissä ilmiöissä ynnä sinkoutuneina avaruuteen elektronit saavuttavat huomattavasti suurempia nopeuksia. Atomiaineesen iskevät elektronit aiheuttavat röntgensäteitä. Kun valonmuodostuksessa toimivat vain atomiyksilöt, pinnan atomit, röntgensäteilyn muodostus, nopean elektronin törmäyksen vuoksi, ulottuu syvemmälle aineeseen. Siten jaksoluku nousee huomattavasti suuremmaksi kuin valon.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä23104
Liittynyt16.3.2005

Täsmällisesti ottaen lämpötila on verrannollinen keskimääräiseen energiaan vapausastetta kohti. Liikevapausasteet ovat vain osa vapausasteista, joihin lämpöenergiaa sitoutuu. Erilaisissa systeemeissä on yleensä muitakin vapausasteita, joista osa voi aktivoitua lämpötilan funktiona.

Lämpötila on mielekäs suure kuvaamaan vain jonkin monihiukkassysteemin tilastollisia ominaisuuksia. Tietyssä lämpötilassa olevan monihiukkassssteeminkin yksittäisten hiukkasten energiat voivat vaihdella hyvin laajoissa rajoissa. Yksittäiselle elektronillekin voidaan tietysti laskea lämpötila sen liike-energian ja Boltmannin vakion avulla, mutta ei sellaisella lämpötilalla ole käytännön merkitystä.

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
Herra Tohtori

Tarkoititko sanoa, että jos liike-energia kaksinkertaistuu, niin nopeus on noin 1,4-kertainen verrattuna alkunopeuteen?

Joo, lipsahti.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Uusimmat

Suosituimmat