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.

طرح‌وارهٔ طول پیمایش آزاد (Mean free path)

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:^[۱]^[۲]

\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 شده‌است:

میزان خلأ	فشار در مقیاسhPa (mbar)	مولکول / cm³	مولکول / m³	مسافت آزاد میانگین
فشار محدود	۱۰۱۳	۲٫۷ × 10¹⁹	۲٫۷ × 10²⁵	۶۸ nm^[۳]
خلأ کم	۳۰۰ – ۱	10¹⁹ – 10¹⁶	10²⁵ – 10²²	۰٫۱ – ۱۰۰ μm
خلأ متوسط	1 – 10⁻³	10¹⁶ – 10¹³	10²² – 10¹⁹	0.1 – 100 mm
خلأ زیاد	10⁻³ – 10⁻⁷	10¹³ – 10⁹	10¹⁹ – 10¹⁵	10 cm – 1 km
خلأ بسیار زیاد	10⁻⁷ – 10⁻¹²	10⁹ – 10⁴	10¹⁵ – 10¹⁰	1 km – 10⁵ km
خلأ فوق‌العاده زیاد	<10⁻¹²	<10⁴	<10¹⁰	>10⁵ km

جستارهای وابسته

پانویس

منابع

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Mean free path». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۲۹ می ۲۰۱۱.

[۱]

[۲]

[۳]