ДЛИНА́ СВОБО́ДНОГО ПРОБЕ́ГА

ДЛИНА́ СВОБО́ДНОГО ПРОБЕ́ГА, сред­няя дли­на пу­ти, про­хо­ди­мо­го час­ти­цей ме­ж­ду дву­мя по­сле­до­ва­тель­ны­ми со­ударе­ния­ми с др. час­ти­ца­ми. По­ня­тие «Д. с. п.» впер­вые поя­ви­лось в ки­не­ти­че­ской тео­рии га­зов. Ес­ли мо­ле­ку­ла га­за, имею­щая ср. ско­рость $v$, за 1 с ис­пы­ты­ва­ет ν уп­ру­гих столк­но­ве­ний с та­ки­ми же мо­ле­ку­ла­ми и дви­га­ет­ся в ин­тер­ва­ле ме­ж­ду со­уда­ре­ния­ми пря­мо­ли­ней­но и рав­но­мер­но, то Д. с. п. $l=υ/ν= 1/(nσ\sqrt 2 )$, где $n$ – чис­ло мо­ле­кул в еди­ни­це объ­ё­ма, $σ$ – эф­фек­тив­ное се­че­ние мо­ле­ку­лы.

По­ня­тие Д. с. п. в ки­не­тич. тео­рии га­зов бы­ло обоб­ще­но и для сис­тем сла­бо взаи­мо­дей­ст­вую­щих час­тиц, об­ра­зую­щих га­зо­по­доб­ные сис­те­мы (элек­трон­ный газ в ме­тал­лах и по­лу­про­вод­ни­ках, ней­тро­ны в сла­бо­по­гло­щаю­щих сре­дах и т. п.). В тео­рии не­рав­но­вес­ных про­цес­сов ес­те­ст­вен­но воз­ни­ка­ет не­ко­то­рая ве­ли­чи­на с раз­мер­но­стью дли­ны, ко­то­рую воз­мож­но ис­тол­ко­вать как Д. с. п. Она вхо­дит в вы­ра­же­ния для ко­эф­фи­ци­ен­тов разл. пе­ре­но­са яв­ле­ний.

При клас­сич. рас­смот­ре­нии по­ня­тия эф­фек­тив­но­го се­че­ния и Д. с. п. по от­но­ше­нию к уп­ру­гим столк­но­ве­ни­ям за­ря­жен­ных час­тиц те­ря­ют смысл, т. к. взаи­мо­дей­ст­вие ио­нов (элек­тро­нов) с ато­ма­ми (мо­ле­ку­ла­ми) мо­жет про­ис­хо­дить на лю­бом рас­стоя­нии. В рам­ках кван­то­вой ме­ха­ни­ки, рас­смат­ри­вая уп­ру­гие взаи­мо­дей­ст­вия за­ря­жен­ных час­тиц, по­лу­ча­ют ко­неч­ные зна­че­ния для эф­фек­тив­но­го по­пе­реч­но­го се­че­ния и, сле­до­ва­тель­но, для Д. с. п., ес­ли взаи­мо­дей­ст­вие убы­ва­ет бы­ст­рее, чем $1/r^3$ ($r$ – рас­стоя­ние ме­ж­ду взаи­мо­дей­ст­вую­щи­ми час­ти­ца­ми). В плаз­ме мож­но оп­ре­де­лить Д. с. п. для уп­ру­гих взаи­модей­ст­вий, счи­тая, что ра­ди­ус дей­ст­вия по­ля рас­сеи­ваю­щих цен­тров не пре­вы­ша­ет де­ба­ев­ско­го ра­диу­са эк­ра­ни­ро­ва­ния. По от­но­ше­нию к не­уп­ру­гим про­цес­сам Д. с. п. оп­ре­де­ля­ет­ся ср. рас­стоя­ни­ем, ко­то­рое про­хо­дит ион (элек­трон) при дан­ной ско­ро­сти, пре­ж­де чем при­мет уча­стие в про­цес­се.