평균자유행로

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입자운동의 모식도.
주행거리의 분포를 잡고 평균치를 계산한다. 이것이 평균자유행로이다.

평균자유행로(mean free path)는 물리학에서 어떤 입자(원자, 분자, 광자 등)가 연속적으로 충돌하면서 이동하는 평균 거리이다.[1]

평균자유행로는 그 계의 특성이나 입자에 따라 달라진다. 그래서 일반적인 경우 랜덤한 속도를 가진 입자가 산란원에 충돌하기까지의 거리로, 다음 식과 같이 표현된다.

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

여기서 \ell은 평균자유행로(단위 m), n은 산란원의 밀도(단위 m-3), \sigma는 산란될 때의 유효 단면적(m2)이다. 입자의 속도가 맥스웰 분포를 따른다고 가정될 경우 평균자유행로는 다음과 같이 표현된다.

\ell = (\sqrt{2}\, n\sigma)^{-1}

[편집]

  1. Author: Marion Brünglinghaus, ENS, European Nuclear Society. “Mean free path”. Euronuclear.org. 2011년 11월 8일에 확인함.