Электрогаз

В первом опыте ионы «налипали» до тех пор, пока их суммарный потенциал не стал нулевым, то есть пока сами они не создали на поверхности шара потенциал \(U\) противоположного знака. Поэтому, когда во втором опыте напряжение сняли, каждый ион остался только в поле остальных ионов, создающих потенциал \(U\). Найдём полную энергию взаимодействия ионов: \[W = \dfrac{1}{2}\cdot Ne\cdot U, \qquad (232)\] где \(N\) — количество «налипших» ионов, \(e\) — элементарный заряд. Типичной ошибкой является потеря коэффициента \(1/2\), который учитывает, что энергия взаимодействия пары зарядов в равной степени относится к каждому из них.

Поскольку сосуд большой, после разлёта ионов можно пренебречь их взаимодействием и учитывать только их кинетическую энергию (как для одноатомного идеального газа): \[W = \dfrac{3}{2}kT\cdot N, \qquad (233)\] где \(k\) — постоянная Больцмана. Из сравнения формул (232) и (233) получаем \[T = \dfrac{eU}{3k}.\]