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Wahrscheinlichste Geschwindigkeit
 
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Fragenstellender
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Beitrag Fragenstellender Verfasst am: 03. Mai 2018 01:16    Titel: Wahrscheinlichste Geschwindigkeit Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

Ich habe eine Frage zur temperaturabhängigen Geschwindigkeitsverteilung von Teilchen.

Wenn ich die Maxwell-Verteilung betrachte, dann ist dies eine asymmetrische Funktion von , die ihr Maximum nicht am Nullpunkt hat.

Betrachte ich hingegen die Geschwindigkeitsverteilung für nur eine Geschwindigkeits-Komponente, so ist dies eine symmetrische Gaußverteilung um den Ursprung.

Nun gut, die Symmetrie ist aufgrund der Isotropie irgendwie verständlich, mir geht nur nicht ganz ein, warum die Wahrscheinlichste Geschwindigkeit eines Teilches, ungeachtet der Temperatur, bei v = 0 sein soll. Wie kann man sich das Vorstellen?

Danke

Fragenstellender

Meine Ideen:
...
Myon



Anmeldungsdatum: 04.12.2013
Beiträge: 5836

Beitrag Myon Verfasst am: 03. Mai 2018 09:39    Titel: Antworten mit Zitat

Für den Geschwindigkeitsbetrag liegt das Maximum der Dichtefunktion nicht bei v=0, aber für die Geschwindigkeitskomponenten , die, wie Du schreibst, um 0 normalverteilt sind.

Doch wenn z.B. ist, heisst das ja nicht, dass der Geschwindigkeitsbetrag des Teilchens gering sein muss. Das Teilchen kann sich senkrecht zu x bewegen, die anderen Geschwindigkeitskomponenten, die unabhängig davon normalverteilt sind, können gleichzeitig hohe Beträge haben.

Multipliziert man die drei Dichtefunktionen von , erhält man die Dichtefunktion von . Möchte man aber die Dichtefunktion des Geschwindigkeitsbetrags haben, muss man noch mit multiplizieren, da alle Vektoren mit einem Betrag zwischen v und v+dv innerhalb einer Kugelschale mit dem Volumen liegen. Das führt zur asymmetrischen Maxwell-Boltzmann-Verteilung, bei der das Maximum der Dichtefunktion nicht bei 0 liegt.
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