Question

1920年科学家史特恩测定气体分子速率的装置如图所示，A、B为一双层共轴圆筒形容器，外筒半径为R，内筒半径为r，可同时绕其共同轴以同一角速度ω高速旋转，其内部抽成真空．沿共同轴装有一根镀银的铂丝K，在铂丝上通电使其加热，银分子（即原子）蒸发成气体，其中一部分分子穿过A筒的狭缝a射出到达B筒的内表面．由于分子由内筒到达外筒需要一定时间，若容器不动，这些分子将到达外筒内壁上的b点，若容器转动，从a穿过的这些分子仍将沿原来的运动方向到达外筒内壁，但容器静止时的b点已转过弧长s到达b’点．
（1）测定该气体分子最大速度的大小表达式为______．
（2）采用的科学方法是下列四个选项中的______．
A．理想实验法B．建立物理模型法
C．类比法D．等效替代法．

Answer 1

（1）气体分子运动和转盘转动同时发生，互不影响；
气体分子运动时间为：t=

R-r

v

；
转盘边缘上点线速度为，故转动时间为：t=

S

ωR

；
两个运动同时发生，故t=

R-r

v

=

S

ωR

解得
v=

(R-r)Rω

S

（2）水银蒸发成气体后，分子做匀速直线运动，认为速度都相同，是建立的理想模型；故ACD错误，B正确；
故答案为：（1）

(R-r)Rω

S

；（2）B．