6. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ T ÀI
5.1.3. Sự phân bố của các phân tử khí theo vận tốc
Chúng ta biết rằng: chất khí bao gồm một số vô cùng lớn các phân tử luôn ở
trong sự chuyển động nhiệt không ngừng. Nếu nhờ máy chụp ảnh cực nhanh, chúng ta
có thể chụp một loạt các bức ảnh tức thời và liên tục sự chuyển động của các phân tử
khí. Nhờ những bức ảnh đó mà ta xác định được độ lớn và hướng vận tốc của phân tử
riêng biệt trong chất khí. Chúng ta đã phát hiện ra rằng: các phân tử khí thực hiện
chuyển động với các vận tốc rất đa dạng. Một số không nhiều các phân tử có vận tốc vượt xa vận tốc trung bình của chuyển động nhiệt. Nhưng đại đa số các phân tử khí
chuyển động với vận tốc xấp xỉ bằng vận tốc trung bình. Nhờ những bức ảnh đó mà ta có thể tính được số phân tử có vận tốc đó và tổng số phân tử trong chất khí. Sự biến
thiên của tỷ số này phụ thuộc vào sự biến thiên vận tốc các phân tử trong chất khí là
định luật phân bố theo vận tốc của Maxwell.
Giả sử khí có nhiệt độ T, gồm các phân tử có khối lượng m. Vận tốc trung bình của các phân tử tham gia chuyển động nhiệt được xác định theo công thức:
m KT
Sự phân bố các phân tử được mô tả bằng đồ thị là một đường cong không đối
xứng.
Hình 5.1 Sự phân bố các phân tử
Đường cong có giá trị tăng từ 0 đến cực đại rồi sau đó giảm xuống rồi tiến chậm đến 0 theo mức độ tăng lên của vận tốc. Sự phân bố Maxwell của các phân tử khí có
thể coi là một trong những định luật cơ bản của tự nhiên. Các chất khí trung hòa, các
ion và các electron đều tuân theo quy luật phân bố này.
Những tiến trình tiến triển trong plasma có thể chia làm 2 kiểu: Một kiểu muốn
phá vỡ sự phân bố Maxwell còn kiểu kia muốn hồi phục lại sự phân bố đó. Nhờ sự va
chạm giữa electron với electron và giữa electron với ion đã làm cho sự phân bố Maxwell được hồi phục. Quá trình này đã xảy ra trong plasma nhiều hơn các quá trình
khác. Vì vậy, trong plasma sự sai lệch so với phân bố Maxwell xem như không đáng
kể.