Довжина вільного пробігу
Довжина́ ві́льного пробі́гу або середня довжина вільного пробігу — середня відстань, яку долає частинка за проміжок часу між зіткненнями з іншими частинками.
Позначається зазвичай літерою l. Вимірюється в одиницях довжини.
Довжина вільного пробігу є важливою характеристикою кінетичних процесів у газах, рідинах та твердих тілах. Вона специфічна для комбінації матеріалу та типу частинки.
Для носіїв заряду в твердому тілі довжина вільного пробігу набагато перевищує період кристалічної ґратки, оскільки завдяки квантовому характеру свого руху носії заряду (електрони провідності та дірки) не розсіюються ідеальною ґраткою, а лише дефектами та іншими носіями.
Зв'язок із часом релаксації
Між довжиною вільного пробігу, часом релаксації τ та середньою швидкістю частинки справедливе співвідношення
- .
Зв'язок із перерізом розсіювання
Для зовнішніх частинок, що розсіюються в середовищі з густиною розсіювачів n довжина вільного пробігу визначається формулою
- ,
де σ — повний перетин розсіяння.
Для розсіювання атомів газу з розподілом Максвелла, формула зв'язку з перетином розсіювання набирає вигляду:
- .
