مسیر آزاد متوسط

طرح‌وارهٔ طول پیمایش آزاد (Mean free path)

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 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
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

• عدد نادسن
• نورشناسی

منابع

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