Постоянную Авогадро определяли множеством косвенных методов. Например, из голубого цвета неба следует, что солнечный свет рассеивается в воздухе. Если бы этого не происходило, мы видели бы Солнце на совершенно чёрном небе. Дж. У. Рэлей показал: интенсивность рассеяния света зависит от числа молекул воздуха в единице объёма (так же как рассеяние солнечного луча в тёмной комнате зависит от «концентрации» пыли в воздухе) и не зависит от размера молекул, если они малы по сравнению с длиной волны света. А значит, измерив соотношение интенсивностей прямого солнечного света и рассеянного голубым небом, можно определить постоянную Авогадро. Для измерений нужны были учёные-альпинисты, так как наблюдения следовало проводить высоко в горах, где нет помех от пыли и водяных капель. Впервые подобные измерения выполнил итальянский математик и видный политический деятель Квинтино Селла (1827— 1884) на вершине горы Монте-Роза (4634 м), что на самом юге Швейцарии. Расчёты, сделанные на основании этих и более новых измерений английским физиком Уильямом Томсоном (лордом Кельвином, 1824—1907), показали, что моль содержит не менее 3•1023 и не более 15•1023 молекул. Измерения (на той же горе) повторил в 1910 г. французский физик Леон Бриллюэн; он получил для постоянной Авогадро значение 6,0•1023, очень близкое к современному.
Другой метод использовал французский учёный Жан Батист Перрен (1870—1942). Он под микроскопом подсчитывал число крошечных, диаметром около микрометра (1 мкм=10-6 м), шариков краски гуммигута, взвешенных в воде. Перрен решил, что к ним применимы те же законы, которым подчиняются молекулы газов. В таком случае можно определить «молярную массу» шариков; зная же массу шарика (её, в отличие от массы настоящих молекул, можно измерить), легко рассчитать постоянную Авогадро, разделив первое значение на второе. У Перрена получилось примерно 6,8•1023.
Похожие статьи