Če zmešate črnilo ali barvo v vodo in nato to vodo pogledate pod mikroskopom, lahko vidite hitro premikanje najmanjših delcev saj ali barve v različnih smereh. Kaj izzove takšna gibanja?
Kdo je odkril in kdaj
Leta 1827 je angleški biolog Robert Brown skozi mikroskop opazoval kapljico vode, ki je po naključju dobila majhno količino cvetnega prahu. Videl je, da najmanjši delci cvetnega prahu plešejo in se kaotično premikajo v tekočini. Tako je bilo odkrito Brownovsko gibanje, poimenovano po tem znanstveniku - gibanje najmanjših delcev, raztopljenih v tekočini ali plinu. Po opazovanju različnih vrst cvetnega prahu v svoji zbirki je biolog minerale v prahu raztopil v vodi.
Zato je bil Brown prepričan, da takega kaotičnega gibanja ne povzroča sama tekočina in ne zunanji vplivi na tekočino, temveč neposredno notranje gibanje najmanjšega delca. Ta delec se je po analogiji z opazovanim gibanjem imenoval "Brownov delec".
Razvoj teorije, njeni privrženci
Pozneje sta Brownovo odkritje potrdila, razširila in podrobneje na podlagi teorije molekularne kinetike A. Einstein in M. Smoluchowski. In francoski fizik Perrin je dvajset let pozneje, zahvaljujoč izboljšanju mikroskopov v procesu preučevanja naključnega gibanja Brownovega delca, potrdil obstoj pravilnih molekul. Opazovanje Brownovega gibanja je Perrinu omogočilo, da izračuna število molekul v 1 molu katerega koli plina in izpelje barometrično formulo.
Odkritje gibanja Brownovega delca je služilo kot dokaz obstoja veliko manjših delcev, ki niso vidni niti v mikroskopu - molekul tekočine in katere koli druge snovi. Molekule so tiste, ki s svojim nenehnim gibanjem prisilijo delce cvetnega prahu, saj ali barve, da se premikajo.
Definicija in velikost
Če skozi mikroskop pogledate delce trupa, suspendirane v vodi, boste opazili, da se zrna različnih velikosti obnašajo različno. Relativno obsežni delci, ki v določenem časovnem obdobju doživijo enako število udarcev z vseh strani, se ne začnejo premikati. In majhni delci za isti časovni interval prejmejo enostranske nekompenzirane udarce, jih potisnejo na stran in se premaknejo.
Kakšna je velikost Brownovega delca, izpostavljenega molekulam? Empirično je bilo dokazano, da citoplazemska cvetna zrna niso večja od 3 mikrometrov (µm), ali 10-6 metrov ali 10-3milimeter. Večji delci ne postanejo udeleženci nenehnega gibanja, ki ga je odkril Brown.
Torej, odgovorimo na vprašanje "kaj je Brownov delec". To so najmanjša zrna snovi z velikostjo največ 3 mikrone, ki so suspendirana v tekočini ali plinu in se nenehno kaotično premikajo pod vplivom molekul medija, v katerem se nahajajo.
Teorija molekularne kinetike
Brownovo gibanje se ne ustavi, ne upočasni se v času. To pojasnjuje koncept molekularne kinetične teorije, ki pravi, da so molekule katere koli snovi v stalnem toplotnem gibanju. Z zvišanjem temperature medija se hitrost gibanja molekul poveča, s tem pa se pospeši tudi Brownov delec, ki je izpostavljen molekularnim udarcem.
Poleg temperature snovi je hitrost Brownovega gibanja odvisna tudi od viskoznosti medija in velikosti suspendiranega delca. Gibanje bo doseglo svojo največjo hitrost, ko bo temperatura snovi, ki obdaja delec, visoka, sama snov ne bo viskozna, prašni delci pa bodo najmanjši.
Molekule snovi, v katerih se nahajajo najmanjši delci, ki naključno trčijo, delujejo z rezultantno silo (proizvedejo potis), kar povzroči spremembo smeri gibanja cvetnega prahu. Toda takšna nihanja so časovno zelo kratka in skoraj takoj se spremeni smer uporabljene sile, kar vodi do spremembe smeri gibanja.
Najenostavnejši in najjasnejši primer, ki vam omogoča, da razumete, kaj je Brownov delec, je gibanje prašnih delcev, vidnih v poševnem sončnem žarku. V 99-55 letih. pr e. starorimski pesnik Lukrecij je v filozofski pesmi "O naravi stvari" natančno razložil vzrok nerednega gibanja.
Poglejte tukaj: kadarkoli pride sončna svetloba
V naša bivališča in tema se prebija s svojimi žarki, Veliko majhnih teles v praznini, boste videli, utripajoča, Hiti naprej in nazaj v sijočem soju svetlobe.
Ali lahko iz tega razumete, kako neutrudno
Začetki stvari v prostrani praznini so nemirni.
Torej o velikih stvareh pomagajte razumeti
Majhne stvari, ki opisujejo pot za njihovo razumevanje.
Poleg tega, ker moraš biti pozoren
Na nemir v telesih, ki utripajo v sončni svetlobi
Kaj veš iz tega, da je zadeva in gibanje, Kaj se v njem dogaja na skrivaj in skrito očem.
Tam boste videli, koliko prašnih delcev se spremeni
Pot iz skritih šokov in spet let nazaj, Večno naprej in nazaj teče v vse smeri.
Veliko pred pojavom sodobne povečevalne tehnologije je Lukrecij, ko je opazoval analog gibanja, ki ga je videl Brown, prišel do zaključka, da obstajajo najmanjši delci snovi. Brown je to potrdil z eno najpomembnejših znanstvenih odkritij.
