东辰安华知识网 各位老铁们好，相信很多人对什么叫平均自由程都不是特别的了解，因此呢，今天就来为大家分享下关于什么叫平均自由程以及自由程是什么意思的问题知识，还望可以帮助大家，解决大家的一些困惑，下面一起来看看吧！
本文目录
在普通物理学的教材中[1,2],分子平均自由程公式为-λ=--Zv=2π1d2n(1)式(1)中-λ为分子平均自由程;-v为平均速率;-Z为气体运动分子在1秒内与其他分子的平均碰撞次数;n为分子密度;d为两分子的中心相隔的距离.但对式(1)中12因子,在教材中[1,2]都没有讲清楚.有的只是说由理论和实验证实应该乘12,比较难理解.虽然有些统计物理学教材[3],对分子的平均相对速率-vr与分子的平均速率v-的关系介绍了理论推导,但推导过程比较复杂,也难以掌握.其理论推导的最后表达为-vr=8πkμT1/2=(-v12+-v22)1/2(2)式(2)中μ=mm11+mm22为两种气体的折合质量;m1为第一种气体分子的质量;-v1为第一种气体分子的平均速率;m2为第二种气体分子的质量;-v2为第二种气体分子的平均速率.对于同一种分子组成的气体,v-1=-v2=-v,则由式(2)可得气体分子的平均相对速率为-vr=2-v(3)
分子平均自由程的意义就是揭示了分子之间的运动规律，有利于认识微观事物。
。故分子的平均自由程为：式中用到理想气体的压强公式p＝nkT。上式说明，温度一定时λ与压强p成反比，压强减小平均自由程增加。还可计算平均碰撞频率和平均自由程的数值，如在标准状况下，对于氮分子的z＝8.2×109秒?1，λ＝6.1×10?8米。考虑到气体分子的有效直径d～10?10米，故仍有λ?d。说明尽管标准状况下气体数密度达到1025米?3的数量级，但它仍可相当正确地处理为理想气体。[1]
1、电子平均自由程是指固体中的电子(或空穴)会与杂质、缺陷、或其它载流子发生碰撞，在相继两次碰撞之间通过的自由距离之平均值称平均自由程，表示为l。
2、用?表示。电子在相继两次碰撞间平均运动的路程，一般电子浓度越高，其值越小。?=1/ne=KT/PQ，其中n表示单位体积的电子个数，e表示带电荷量,Q为碰撞截面积，P为气体压强。
1、对于气体分子：相邻两次碰撞之间的平均距离，即称为分子的平均自由程。若分子有效直径为d，气体压强为P，则平均自由程为；对于室温下的空气分子，当时，将达到500km。
2、对于半导体中的载流子：相邻两次碰撞之间的平均距离，即称为载流子的平均自由程；其典型的数值为10nm，这比晶格常数要大得多。而在相邻两次碰撞之间的平均时间，即称为载流子的平均自由时间（Meanfreetime），其值t决定于平均自由程λ和热运动速度v，即有；典型的数值为1ps，即。
3、在气体分子的碰撞理论的刚球模型中，认为分子只在碰撞的一刹那发生相互作用，而在其他时间内，分子作直线运动。相继两次碰撞间所走的路程叫分子的自由程。由于气体分子的数目很大，碰撞频繁，运动的变化剧烈，故其自由程只有统计意义。这个概念对研究气体的特性（如扩散）和电子或中子之类的粒子穿过固体的运动很重要。
关于本次什么叫平均自由程和自由程是什么意思的问题分享到这里就结束了，如果解决了您的问题，我们非常高兴。
