Как экспериментально подтвердить распределение Максвелла?

Для экспериментального подтверждения распределения Максвелла можно провести следующие опыты:

1. Опыты О. Ричардсона (1921). physics.spbstu.ru Учёный изучал явление термоэлектронной эмиссии с поверхности металла. physics.spbstu.ru В состоянии равновесия над поверхностью нагретого металла образуется электронный газ, в котором электроны при высокой температуре имеют максвелловское распределение по скоростям. physics.spbstu.ru
2. Опыты О. Штерна (1920). physics.spbstu.ru Учёный определил разброс молекул газа по скоростям при помощи вращающегося цилиндра. physics.spbstu.ru Платиновая нить, покрытая серебром, располагалась вдоль цилиндра, способного вращаться вокруг собственной оси. physics.spbstu.ru Через нить пропускался ток, нить нагревалась, и серебро испарялось. physics.spbstu.ru Пространство внутри цилиндра откачивалось до вакуума, и атомы серебра, проходя через узкую диафрагму, осаждались на внутренней поверхности цилиндра, стенки которого охлаждались для более быстрого осаждения серебра. physics.spbstu.ru Когда цилиндр был неподвижен, на внутренней стенке цилиндра получали резкое изображение щели. physics.spbstu.ru Когда система вращалась, наблюдалось смещённое и размазанное изображение щели. physics.spbstu.ru
3. Опыт Ламмерта (1929). fn.bmstu.ru Два диска, насаженные на общую ось, имели радиальные прорези, сдвинутые друг относительно друга на угол. fn.bmstu.ru Напротив щелей находилась печь, в которой нагревался до высокой температуры легкоплавкий металл. fn.bmstu.ru Разогретые атомы металла, в данном случае ртути, вылетали из печи и с помощью коллиматора направлялись в необходимом направлении. fn.bmstu.ru Далее атомы, прошедшие прорези в дисках, регистрировались с помощью детектора. fn.bmstu.ru При вращении дисков с постоянной угловой скоростью через их прорези беспрепятственно проходили только атомы, имевшие определённую скорость. fn.bmstu.ru Изменяя угловую скорость вращения дисков, можно было отбирать из пучка молекулы, имеющие определённую скорость, и по регистрируемой детектором интенсивности судить об относительном содержании их в пучке. fn.bmstu.ru
4. Опыт Эстермана (1947). fn.bmstu.ru Пучок атомов цезия вылетал через отверстие в печи с некоторой скоростью и под действием силы тяжести начинал двигаться по параболе. fn.bmstu.ru Атомы, прошедшие через узкую щель в диафрагме, улавливались детектором, который можно было располагать на различных высотах. fn.bmstu.ru Величина отклонения пучка в гравитационном поле Земли зависела от скорости атома. fn.bmstu.ru Перемещая датчик и регистрируя количество атомов цезия, попадающих в детектор за единицу времени, можно было построить зависимость интенсивности пучка от величины отклонения. fn.bmstu.ru Последующий перечёт, с учётом известной зависимости высоты от скорости атома, давал распределение по скоростям атомов цезия. fn.bmstu.ru