مسیر آزاد متوسط

طول پیمایش آزاد یا مسافت آزاد میانگین یا پویش آزاد میانگین (به انگلیسی: Mean free path) در فیزیک به معنای فاصله‌ای است که یک ذره (فوتون، اتم یا مولکول) بین دو برخورد پیاپی می‌پیماید. این برخورد بر جهت، انرژی و دیگر خواص ذره تأثیر می‌گذارد.

مسافت آزاد میانگین در نظریه جنبشی

در نظریه جنبشی به متوسط مسافت طی شدی توسط ذره بین یک برخورد تا برخورد با ذره متحرک دیگر را مسافت آزاد میانگین گویند که از رابطهٔ زیر قابل محاسبه است:

\ell =({\sqrt {2}}\,n\sigma )^{-1}.\,

و یا به بیان دیگر:

\ell ={\frac {k_{\rm {B}}T}{{\sqrt {2}}\pi d^{2}p}}

در جدول زیر مقادیر معمول برای هوا در فشارهای مختلف و در دمای اتاق فهرست شده است:

میزان خلأ	فشار در مقیاسhPa (mbar)	مولکول / cm	مولکول / m	مسافت آزاد میانگین
فشار محدود	۱۰۱۳	۲٫۷ × 10	۲٫۷ × 10	68 nm
خلأ کم	۳۰۰ – ۱	10 – 10	10 – 10	0.1 – 100 μm
خلأ متوسط	1 – 10	10 – 10	10 – 10	0.1 – 100 mm
خلأ زیاد	10 – 10	10 – 10	10 – 10	10 cm – 1 km
خلأ بسیار زیاد	10 – 10	10 – 10	10 – 10	1 km – 10 km
خلأ فوق‌العاده زیاد	<10	<10	<10	>10 km

جستارهای وابسته

پانویس

↑ S. Chapman and T.G. Cowling, The mathematical theory of non-uniform gases, 3rd. edition, Cambridge University Press, 1990, ISBN 0-521-40844-X, p. 88
↑ "Mean Free Path, Molecular Collisions". Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Retrieved 2011-11-08.
↑ Jennings, S (1988). "The mean free path in air". Journal of Aerosol Science. 19 (2): 159. doi:10.1016/0021-8502(88)90219-4.

منبع

[1] S. Chapman and T.G. Cowling, The mathematical theory of non-uniform gases, 3rd. edition, Cambridge University Press, 1990, ISBN 0-521-40844-X, p. 88

[2] "Mean Free Path, Molecular Collisions". Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Retrieved 2011-11-08.

[3] Jennings, S (1988). "The mean free path in air". Journal of Aerosol Science. 19 (2): 159. doi:10.1016/0021-8502(88)90219-4.