Довжина вільного пробігу

Довжина́ ві́льного пробі́гу або середня довжина вільного пробігу — середня віддаль, яку долає частка за проміжок часу між зіткненнями з іншими частками.

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 частки.

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 частки $\langle v\rangle$ справедливе співвідношення

$l=\langle v\rangle \tau$.

Зв'язок із перерізом розсіювання

У середовищі з густиною розсіювачів n довжина вільного пробігу визначається формулою

$l={\frac {1}{n\sigma }}$,

де σ — повний перетин розсіювання.