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TUM School of Natural Sciences |
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Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung
Kurzbeschreibung
Die Modellgasmaschine (Schüttelapparat) ist seitlich mit zwei Öffnungen versehen. Die eine hat einen Trichter und wird zum Einfüllen von "Gasmolekülen" benutzt. Die zweite liegt der Einfüllöffnung gegenüber und ist als Zwei - Blenden - Kollimator ausgeführt, so dass Kugeln, die durch diese Öffnung ausgeworfen werden, eine annähernd waagrechte Anfangsgeschwindigkeit haben. Vor diese Auswurföffnung wird ein Auffänger gestellt, der die ausgeworfenen Kugeln sammelt und je nach ihrer Flugweite in 24 Kanälen sammelt. Die Kanäle sind Plexiglasschächte, die im Schatten gezeigt werden und in denen sich die eindimensionale Geschwindigkeitsverteilung direkt als Histogramm aufbaut. Das Gasvolumen im Schüttelapparat wird durch den Stempel auf ein konstantes Volumen festgelegt (Stempelhöhe 6 cm, Auswurföffnung in 3 cm Höhe), die innere Energie des Modellgases mit Hilfe eines Regeltransformators (120 V) eingestellt. Da die Molekülzahl während des Versuches konstant bleiben soll, werden bei einer Anfangskugelzahl von 400 alle 60 Sekunden 70 Kugeln durch die Einfüllöffnung nachgefüllt. nach etwa 20 Minuten ist die Maxwellsche Kurve bereits genügend deutlich zu erkennen. man muss am Ende lediglich die in den Auffangrinnen liegengebliebenen Kugeln noch mit einem Pinsel in die Kanalschächte kehren.
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