Свободные колебания системы с одной степенью свободы

Понятно н то, что скачкообразное изменение давления в тонком (порядка длины свободного пробега молекулы) слое приводит к скачкообразному изменению температуры. Прн этом распределение молекул по энергиям никак не мо> жет оставаться равновесным и подчиняться уравнению Больцмана. Переход газа к равновесному состоянию тре> бует времени, но это время различно для разных типов движения (степеней свободы) молекулярной системы. Наи более быстро приходит к равновесному распределение молекул по скоростям—для этого достаточно всего нескольких соударений. Почти так же быстро, как н поступательное, приходит к равновесному распределению вращательное движение молекул. А вот возбуждение колебаний в молекулах обычно требует десятков тысяч соударений. В результате за фронтом волны возникает следующая картина. В узком пространстве (порядка нескольких длин свободного пробега), т. е. практически в зоне скачка давления, распределение молекул по энергиям поступательного н вращательного движений становится равновесным, соответствующим конечной температуре Т . В этой же области пространства. медленно возбуждаемые степени свободы, такие, как колебательные, еще заморожены , и распределение молекул по колебательной энергии отвечает исходной температуре невозмущенного газа. Существует целая область, макроскопически заметная, в которой газ характеризуется сразу двумя значениями температуры. Одной — для быстрых и другой — для медленных степеней свободы. Изучение веществ в таком неравновесном состоянкн — один из современных экспериментальных методов. [c.54]