平均自由行程

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平均自由行程

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/06/25 07:24 UTC 版)

粒子の運動（ブラウン運動）の模式図。

走行距離の分布を取り、平均値を計算する。これが平均自由行程となる。

平均自由行程（へいきんじゆうこうてい、英語: mean free path）または平均自由行路（へいきんじゆうこうろ）とは、物理学や化学のうち、気体分子運動論において、分子などの粒子が、散乱源（同じ粒子の場合もあれば、異なる粒子の場合もある）による散乱（衝突）で妨害されること無く進むことのできる距離（これを自由行程という）の平均値のことを言う。粒子が平均自由行程だけ運動すると、他の粒子と平均して１回衝突する。金属や半導体の伝導電子についても同様に定義される。

平均自由行程は、その系の特性や粒子により異なってくる。そのため、一般的な場合、ランダムな速度を持った粒子が、散乱源に衝突するまでの距離として、次の式で表記される。

$\ell =(n\sigma )^{-1}$

捕獲断面積の考え方

平均自由行程を考える際には、粒子がある領域を移動する際に、どの程度の粒子が散乱の影響を受けるか、その比率が必要となる。これは、以下に示す考え方で求めることができる。

一辺が $L$

• GND: 4170260-8
• MA: 168986899