The solution at revision #15340 of , by emixter. This is not the current version.

Условие

8.1.4. Ток в разреженном газе вызывает движение ионов. Докажите, что соударение одинаковых ионов между собой не меняет тока.

Решение

Пусть в некотором объёме есть одинаковые ионы одной массы и одного заряда , движущиеся в электрическом поле. Плотность тока для этой группы частиц:

то есть она пропорциональна сумме скоростей всех ионов в объёме.

Рассмотрим одно соударение двух одинаковых ионов с начальными скоростями , и конечными , . Для упругого столкновения выполняется закон сохранения импульса:


Тогда вклад этой пары в суммарную «скорость», а значит и в ток, до и после столкновения одинаков:

Поскольку любые столкновения происходят попарно и каждое такое столкновение не меняет сумму скоростей столкнувшейся пары, суммарное произведение , а значит и , не изменяется из-за соударений между одинаковыми ионами.

ЧТД.