מהלך חופשי ממוצע – הבדלי גרסאות

עריכה
מ (←‏ערכים אופייניים: הגהה, replaced: אופיינים ← אופייניים באמצעות AWB)
(עריכה)
[[קובץ:ParticleMeanFreePath.PNG|שמאל|ממוזער|250px|מהלך תנועת [[חלקיק]]]]
ב[[פיזיקה]] ובייחוד ב[[התורה הקינטית של הגזים|תאוריה הקינטית]] וב[[פיזיקת מצב מוצק]] '''מהלך חופשי ממוצע''' של [[חלקיק]] ([[אטום]], [[מולקולה]], [[פוטון]], [[פונון]]) הוא ה[[מרחק]] ה[[ממוצע]] שהחלקיק עובר בין [[התנגשות אלסטית|התנגשויות]] עם חלקיקים אחרים. חישובי [[מוליכות קוונטית]] למשל ב[[מוליך למחצה|מוליכים למחצה]] וב[[ננואלקטרוניקה]] מתבססים על מושג יסודי זה.
 
==הפיתוח המתמטי==
:<math>\ell = (\sqrt{2}\, n\sigma)^{-1} \,</math>.
 
[[חתך פעולה]] של חלקיק הוא ה"[[שטח]]" האפקטיבי של המטרה בה החלקיק יכול להתנגש. שטח הבלוק הוא <math>L^{2}</math>. מספר המטרות הטיפוסי בבלוק הוא [[צפיפות החומר|צפיפות]] המטרות ''n'' כפול [[נפח]] הבלוק <math>L^{2}dx</math>. ה[[הסתברות]] שחלקיק יעצר בבלוק שווה לשטח הכולל של המטרות חלקי השטח הכולל של הבלוק.
 
:<math>
P(\mathrm{stopping \ within\ dx}) =
\frac{\mathrm{Area_{atoms}}}{\mathrm{Area_{slab}}} =
\frac{\sigma n L^{2} dx}{L^{2}} = n \sigma dx
</math>
 
:<math>
\langle x \rangle \ \stackrel{\mathrm{def}}{=}\ \int_0^\infty x dP(x) = \int_0^\infty \frac{x}{\ell} e^{-x/\ell} dx = \ell
</math>
 
| width="25%" | ריק מאוד מאוד גבוה
| width="25%" | <10<sup>-12</sup>
| width="25%" | <10<sup>4</sup>
| width="25%" | >10<sup>5</sup> km
|}