Einstein, Albert; Stern, Otto.
'Einige Argumente fuer die Annahme einer molekularen Agitation beim absoluten Nullpunkt'.
Annalen der Physik,
40
(1913)
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noindent
">Mittelwerte der Rotationsenergie sich eiu träger, starrer Dipol
<
br
/>
mit Strahlung von bestimmter Temperatur im Gleichgewicht
<
br
/>
befindet. Wie die Gesetze der Ausstrahlung auch sein mögen,
<
br
/>
so wird doch wohl daran festzuhalten sein, daß ein rotierender
<
br
/>
Dipol doppelt so viel Energie pro Zeiteinheit ausstrahlt als
<
br
/>
ein eindimensionaler Resonator, bei dem die Amplitude des
<
br
/>
elektrischen und mechanischen Moments gleich dem elektri-
<
br
/>
schen und mechanischen Moment des Dipols ist. Analoges
<
br
/>
wird auch von dem Mittelwert der absorbierten Energie gelten.
<
br
/>
Machen wir nun noch die vereinfachende Näherungsannahme,
<
br
/>
daß bei gegebener Temperatur alle Dipole unseres Gases gleich
<
br
/>
rasch rotieren, so werden wir zu dem Schluß geführt, daß im
<
br
/>
Gleichgewicht die kinetische Energie eines Dipols doppelt so
<
br
/>
groß sein muß, wie die eines eindimensionalen Resonators von
<
br
/>
gleicher Frequenz. Bei den gemachten Annahmen können wir
<
br
/>
die Ausdrücke (1) bzw. (2) direkt zur Berechnung der kine-
<
br
/>
tischen Energie eines mit zwei Freiheitsgraden rotierenden
<
br
/>
Gasmoleküls anwenden, wobei bei jeder Temperatur zwischen
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cmmi-12
">E </
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br
/>
und
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cmmi-12
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n
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E = J-(2p n)2 2
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">besteht (
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">J </
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Trägheitsmoment des </
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"> So ergibt sich für die Energie der Rotation pro Mol:</
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J h n E = N0 .--(2p n)2 = N0 -hn----- 2 ekT - 1
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( ) J- 2 --h-n--- hn- E = N0 . 2 (2p n) = N0 ehknT-- 1 + 2 .
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5%
">(4)</
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">Da nun
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n
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und
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">T </
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durch eine transzendente Gleichung verknüpft
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sind, ist es nicht möglich,
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">dE</
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/
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">dT</
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als explizite Funktion von
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">T </
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br
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auszudrücken, sondern man erhält, falls man zur Abkürzung
<
br
/>
2
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">J </
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">p </
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setzt, als Formel für die spezifische Wärme der
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/>
Rotation:</
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100%
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tr
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td
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c = dE--= d-E-.d-n--= N 2 pn --(----n------)- t dT dn dT 0 T 1 + --k-T-- pn2+ hn
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