Hvis du blander blekk eller maling i vann, og så ser på dette vannet i mikroskop, kan du se den raske bevegelsen av de minste partiklene av sot eller maling i forskjellige retninger. Hva provoserer slike bevegelser?
Hvem oppdaget og når
I 1827 observerte den engelske biologen Robert Brown gjennom et mikroskop en dråpe vann, som ved et uhell fikk en liten mengde pollen. Han så at de minste pollenpartiklene danset og beveget seg kaotisk i væsken. Så den Brownske bevegelsen oppk alt etter denne forskeren ble oppdaget - bevegelsen til de minste partiklene oppløst i en væske eller gass. Etter å ha observert de forskjellige pollentypene i samlingen hans, løste biologen opp de pulveriserte mineralene i vann.
Som et resultat var Brown overbevist om at slik kaotisk bevegelse ikke var forårsaket av selve væsken og ikke av ytre påvirkninger på væsken, men direkte av den indre bevegelsen til den minste partikkelen. Denne partikkelen, i analogi med den observerte bevegelsen, ble k alt "den brunske partikkel".
Utvikling av teorien, dens tilhengere
Senere ble Browns oppdagelse bekreftet, utvidet og spesifisert, basert på den molekylære kinetiske teorien, av A. Einstein og M. Smoluchowski. Og den franske fysikeren Perrin, tjue år senere, takket være forbedringen av mikroskoper i ferd med å studere den tilfeldige bevegelsen til en Brownsk partikkel, bekreftet eksistensen av riktige molekyler. Observasjon av Brownsk bevegelse tillot Perrin å beregne antall molekyler i 1 mol av en hvilken som helst gass og utlede den barometriske formelen.
Oppdagelsen av bevegelsen til en Brownsk partikkel tjente som bevis på eksistensen av mye mindre partikler, ikke engang synlige i et mikroskop - molekyler av en væske og noe annet stoff. Det er molekylene som med sin konstante bevegelse tvinger partikler av pollen, sot eller maling til å bevege seg.
Definisjon og størrelse
Hvis du ser på kadaverpartiklene suspendert i vann gjennom et mikroskop, vil du legge merke til at korn av ulik størrelse oppfører seg forskjellig. Relativt voluminøse partikler, som opplever samme antall støt fra alle sider over en viss tidsperiode, begynner ikke å bevege seg. Og små partikler i samme tidsintervall mottar ensidige ukompenserte støt, skyver dem til siden og beveger seg.
Hva er størrelsen på en brownsk partikkel som er utsatt for molekyler? Det er empirisk bevist at cytoplasmatiske pollenkorn ikke er større enn 3 mikrometer (µm), eller 10-6 meter, eller 10-3millimeter. Større partikler blir ikke deltakere i den konstante bevegelsen oppdaget av Brown.
Så, la oss svare på spørsmålet "hva er en Brownsk partikkel". Dette er de minste kornene av et stoff med en størrelse på ikke mer enn 3 mikron, som er suspendert i en væske eller gass, og gjør konstant kaotisk bevegelse under påvirkning av molekylene i mediet de befinner seg i.
Molecular Kinetic Theory
Brownsk bevegelse stopper ikke, avtar ikke i tide. Dette forklarer konseptet med molekylær kinetisk teori, som sier at molekylene til ethvert stoff er i konstant termisk bevegelse. Med en økning i temperaturen til mediet øker bevegelseshastigheten til molekyler, og følgelig akselererer også Brownian-partikkelen, som er utsatt for molekylære påvirkninger.
I tillegg til materiens temperatur, avhenger hastigheten til Brownsk bevegelse også av viskositeten til mediet og størrelsen på den suspenderte partikkelen. Bevegelsen vil nå sin maksimale hastighet når temperaturen på stoffet som omgir partikkelen er høy, selve stoffet vil ikke være tyktflytende, og støvpartiklene vil være de minste.
Molekyler av et stoff der de minste partiklene er lokalisert, som kolliderer tilfeldig, påfører en resulterende kraft (frembringer et trykk), og forårsaker en endring i retningen på pollenbevegelsen. Men slike svingninger er svært korte i tid, og nesten umiddelbart endres retningen til den påførte kraften, noe som fører til en endring i bevegelsesretningen.
Det enkleste og tydeligste eksemplet som lar deg forstå hva en Brownsk partikkel er, er bevegelsen av støvpartikler, synlig i en skrå solstråle. I 99-55 år. f. Kr e. den gamle romerske poeten Lucretius forklarte nøyaktig årsaken til den uberegnelige bevegelsen i det filosofiske diktet "Om tingenes natur."
Se her: når sollyset kommer gjennom
Inn i våre boliger og mørke skjærer gjennom med sine stråler, Mange små kropper i tomrommet, vil du se, flimrende, Sperer frem og tilbake i en strålende glød av lys.
Kan du forstå av dette hvor utrettelig
Begynnelsen av ting i den enorme tomheten er rastløs.
Så om gode ting hjelp å forstå
Små ting, skisserer veien for deres forståelse.
Dessuten, fordi du må være oppmerksom
Til uroen i kroppene som flimrer i sollyset
Hva vet du fra saken og bevegelsen, Hva skjer i den i hemmelighet og skjult.
For der vil du se hvor mange støvpartikler som forandrer seg
Veien fra de skjulte sjokkene og fly tilbake igjen, For alltid frem og tilbake i alle retninger.
Lenge før fremkomsten av moderne forstørrelsesteknologi, kom Lucretius, som observerte en analog av bevegelsen sett av Brown, til den konklusjon at de minste materiepartiklene eksisterer. Brown bekreftet dette ved å gjøre en av de viktigste vitenskapelige oppdagelsene.
