Длина свободного пробега

Длина свободного пробега(точнее - средняя длина свободного пробега, `l), средняя длина пути, проходимого частицей между двумя последовательными соударениями с др. частицами. Понятием Д. с. п. широко пользуются при расчётах различных процессов переноса, например вязкости, теплопроводности, диффузии, электропроводности и др.

Согласно кинетической теории газов, молекулы от столкновения до столкновения движутся равномерно и прямолинейно. Если за 1 сек молекула проходит в среднем путь v, испытывая при этом n упругих соударений с такими же молекулами, то

где n - число молекул в единице объёма (плотность газа), s - эффективное поперечное сечение молекулы. С повышением плотности газа (его давления) Д. с. п. уменьшается, т.к. растет число столкновений n в 1 сек. Повышение температуры (интенсивности движения молекул) приводит к некоторому уменьшению s и, следовательно, к росту `l. Для обычных молекулярных газов в нормальных условиях (при атмосферном давлении и 20?С) `l ~ 10^-5 см, что примерно в 100 раз больше среднего расстояния между молекулами.

К частицам, движение и взаимодействие которых подчиняется законам квантовой механики, понятие Д. с. п. в ряде случаев также применимо (например, электроны проводимости в твёрдом теле, нейтроны в слабо поглощающих средах, фотоны в звёздах), но расчёт Д. с. п. для таких частиц более сложен.