Hvis du blander blæk eller maling i vand og derefter ser på dette vand under et mikroskop, kan du se den hurtige bevægelse af de mindste partikler af sod eller maling i forskellige retninger. Hvad provokerer sådanne bevægelser?
Hvem opdagede og hvornår
I 1827 observerede den engelske biolog Robert Brown gennem et mikroskop en dråbe vand, som ved et uheld fik en lille mængde pollen. Han så, at de mindste pollenpartikler dansede og bevægede sig kaotisk i væsken. Så den Brownske bevægelse opkaldt efter denne videnskabsmand blev opdaget - bevægelsen af de mindste partikler opløst i en væske eller gas. Efter at have observeret de forskellige typer pollen i sin samling, opløste biologen de pulveriserede mineraler i vand.
Som et resultat var Brown overbevist om, at en sådan kaotisk bevægelse ikke var forårsaget af væsken selv og ikke af ydre påvirkninger på væsken, men direkte af den indre bevægelse af den mindste partikel. Denne partikel blev, i analogi med den observerede bevægelse, kaldt "den brunske partikel".
Udvikling af teorien, dens tilhængere
Senere blev Browns opdagelse bekræftet, udvidet og specificeret, baseret på den molekylære kinetiske teori, af A. Einstein og M. Smoluchowski. Og den franske fysiker Perrin bekræftede tyve år senere, takket være forbedringen af mikroskoper i færd med at studere den tilfældige bevægelse af en Brownsk partikel, eksistensen af egentlige molekyler. Observation af Brownsk bevægelse gjorde det muligt for Perrin at beregne antallet af molekyler i 1 mol af enhver gas og udlede den barometriske formel.
Opdagelsen af en Brownsk partikels bevægelse tjente som bevis på eksistensen af meget mindre partikler, ikke engang synlige i et mikroskop - molekyler af en væske og noget andet stof. Det er molekylerne, der med deres konstante bevægelse tvinger partikler af pollen, sod eller maling til at bevæge sig.
Definition og størrelse
Hvis du ser på slagtekroppartiklerne suspenderet i vand gennem et mikroskop, vil du bemærke, at korn af forskellig størrelse opfører sig forskelligt. Relativt voluminøse partikler, der oplever det samme antal stød fra alle sider over en vis periode, begynder ikke at bevæge sig. Og små partikler i samme tidsinterval modtager ensidige ukompenserede stød, skubber dem til siden og bevæger sig.
Hvad er størrelsen af en brownsk partikel, der udsættes for molekyler? Det er blevet empirisk bevist, at cytoplasmatiske pollenkorn ikke er større end 3 mikrometer (µm), eller 10-6 meter, eller 10-3millimeter. Større partikler bliver ikke deltagere i den konstante bevægelse opdaget af Brown.
Så, lad os besvare spørgsmålet "hvad er en Brownsk partikel". Disse er de mindste korn af et stof med en størrelse på højst 3 mikron, som er suspenderet i en væske eller gas, og laver konstant kaotisk bevægelse under påvirkning af molekylerne i det medium, de befinder sig i.
Molekylær kinetisk teori
Brownsk bevægelse stopper ikke, bliver ikke langsommere. Dette forklarer begrebet molekylær kinetisk teori, som siger, at ethvert stofs molekyler er i konstant termisk bevægelse. Med en stigning i mediets temperatur øges molekylernes bevægelseshastighed, og følgelig accelererer den Brownske partikel, som er udsat for molekylære påvirkninger, også.
Ud over stoffets temperatur afhænger hastigheden af Brownsk bevægelse også af mediets viskositet og størrelsen af den suspenderede partikel. Bevægelsen vil nå sin maksimale hastighed, når temperaturen på stoffet omkring partiklen er høj, selve stoffet vil ikke være tyktflydende, og støvpartiklerne vil være de mindste.
Molekyler af et stof, hvori de mindste partikler er placeret, støder tilfældigt sammen, påfører en resulterende kraft (frembringer et skub), hvilket forårsager en ændring i retningen af pollenbevægelsen. Men sådanne udsving er meget korte i tid, og næsten øjeblikkeligt ændres retningen af den påførte kraft, hvilket fører til en ændring i bevægelsesretningen.
Det enkleste og klareste eksempel, der giver dig mulighed for at forstå, hvad en Brownsk partikel er, er bevægelsen af støvpartikler, synlige i en skrå solstråle. I 99-55 år. f. Kr e. den antikke romerske digter Lucretius forklarede nøjagtigt årsagen til den uberegnelige bevægelse i det filosofiske digt "Om tingenes natur."
Se her: hver gang sollyset kommer igennem
Ind i vores boliger og mørke skærer igennem med sine stråler, Mange små kroppe i tomrummet, vil du se, flimrende, suser frem og tilbage i en strålende glød af lys.
Kan du forstå af dette, hvor utrætteligt
Tingenes begyndelse i den enorme tomhed er rastløs.
Så om gode ting, hjælp til at forstå
Små ting, der skitserer vejen til deres forståelse.
Desuden, fordi du skal være opmærksom
Til uroen i de kroppe, der flimrer i sollyset
Hvad ved du fra det spørgsmål og bevægelse, Hvad sker der i det hemmeligt og skjult for øje.
For du vil se der, hvor mange støvpartikler, der ændrer sig
Vejen fra de skjulte stød og flyv tilbage igen, For evigt frem og tilbage kørende i alle retninger.
Længe før fremkomsten af moderne forstørrelsesteknologi, kom Lucretius, der observerede en analog af bevægelsen set af Brown, til den konklusion, at de mindste partikler af stof eksisterer. Brown bekræftede dette ved at gøre en af de vigtigste videnskabelige opdagelser.
