Flächenstoßrate

Flächenstoßrate

Die Flächenstoßrate oder Auftreffrate ist ein Begriff aus der kinetischen Gastheorie. Sie beschreibt die Anzahl der Moleküle, die in einem abgeschlossenen Gasvolumen pro Zeit und Fläche auf die Gefäßwand treffen.

Sie ist definiert als $ j={\frac {{\text{Anzahl der }}\mathrm {Wandst{\ddot {o}}sse} }{\mathrm {Wandfl{\ddot {a}}che} \cdot \mathrm {Zeit} }}={\frac {N}{A\cdot t}}={\frac {n{\bar {c}}}{4}} $

Dabei ist $ n $ die Zahl der Teilchen im Gasvolumen und $ {\bar {c}} $ die mittlere thermische Geschwindigkeit. Die Flächenstoßrate kommt aus der mikroskopischen Modellvorstellung der kinetischen Gastheorie und ist in der Lage, viele makroskopische Eigenschaften von Gasen, wie Druck, Viskosität, Reibung etc. zu beschreiben.

Die Flächenstoßrate ist auch in der Oberflächenphysik und Oberflächenchemie von hoher Bedeutung, weil die die Anzahl der Gasmoleküle angibt, mit der die Oberfläche in einer gegebenen Zeit wechselwirkt, und somit auch die maximale Anzahl von Molekülen, die auf einer Fläche adsorbieren können. Die Auftreffrate ist erst bei sehr niedriger Teilchendichte, also einem Gasdruck im Ultrahochvakuum-Bereich so gering, dass Untersuchungen an reinen Oberflächen möglich werden (10–10 mbar-Bereich und darunter).

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