As jy ink of verf in water meng, en dan na hierdie water onder 'n mikroskoop kyk, kan jy die vinnige beweging van die kleinste deeltjies roet of verf in verskillende rigtings sien. Wat lok sulke bewegings uit?
Wie het ontdek en wanneer
In 1827 het die Engelse bioloog Robert Brown 'n druppel water deur 'n mikroskoop waargeneem, wat per ongeluk 'n klein hoeveelheid stuifmeel gekry het. Hy het gesien dat die kleinste deeltjies stuifmeel dans en chaoties in die vloeistof beweeg. So is die Brownse beweging wat na hierdie wetenskaplike genoem is ontdek - die beweging van die kleinste deeltjies wat in 'n vloeistof of gas opgelos is. Nadat hy die verskillende tipes stuifmeel in sy versameling waargeneem het, het die bioloog die verpoeierde minerale in water opgelos.
Gevolglik was Brown oortuig dat sulke chaotiese beweging nie deur die vloeistof self veroorsaak is nie en nie deur eksterne invloede op die vloeistof nie, maar direk deur die interne beweging van die kleinste deeltjie. Hierdie deeltjie, na analogie van die waargenome beweging, is die "Brownian deeltjie" genoem.
Ontwikkeling van die teorie, sy volgelinge
Later is Brown se ontdekking bevestig, uitgebrei en gespesifiseer, gebaseer op die molekulêre kinetiese teorie, deur A. Einstein en M. Smoluchowski. En die Franse fisikus Perrin het twintig jaar later, danksy die verbetering van mikroskope in die proses om die ewekansige beweging van 'n Brownse deeltjie te bestudeer, die bestaan van die regte molekules bevestig. Waarneming van Brownse beweging het Perrin in staat gestel om die aantal molekules in 1 mol van enige gas te bereken en die barometriese formule af te lei.
Die ontdekking van die beweging van 'n Brownse deeltjie het gedien as bewys van die bestaan van baie kleiner deeltjies, nie eers sigbaar in 'n mikroskoop nie - molekules van 'n vloeistof en enige ander stof. Dit is die molekules wat met hul konstante beweging deeltjies stuifmeel, roet of verf dwing om te beweeg.
Definisie en grootte
As jy deur 'n mikroskoop na die karkasdeeltjies kyk wat in water gesuspendeer is, sal jy agterkom dat korrels van verskillende groottes verskillend optree. Relatief volumineuse deeltjies, wat dieselfde aantal skokke van alle kante oor 'n sekere tydperk ervaar, begin nie beweeg nie. En klein deeltjies vir dieselfde tydsinterval ontvang eensydige ongekompenseerde impakte, stoot hulle na die kant en beweeg.
Wat is die grootte van 'n Brownse deeltjie wat aan molekules blootgestel word? Dit is empiries bewys dat sitoplasmiese stuifmeelkorrels nie groter as 3 mikrometer (µm) is nie, of 10-6 meter, of 10-3millimeter. Groter deeltjies word nie deelnemers aan die konstante beweging wat Brown ontdek het nie.
So, kom ons beantwoord die vraag "wat is 'n Brownse deeltjie". Dit is die kleinste korrels van 'n stof met 'n grootte van nie meer as 3 mikron nie, wat in 'n vloeistof of gas gesuspendeer is, wat konstante chaotiese beweging maak onder die invloed van die molekules van die medium waarin hulle geleë is.
Molekulêre Kinetiese Teorie
Brown-beweging stop nie, vertraag nie betyds nie. Dit verklaar die konsep van molekulêre kinetiese teorie, wat sê dat die molekules van enige stof in konstante termiese beweging is. Met 'n toename in die temperatuur van die medium neem die bewegingsspoed van molekules toe, en dienooreenkomstig versnel die Brownse deeltjie, wat aan molekulêre impakte onderwerp word, ook.
Benewens die temperatuur van materie, hang die spoed van Brownse beweging ook af van die viskositeit van die medium en die grootte van die gesuspendeerde deeltjie. Die beweging sal sy maksimum spoed bereik wanneer die temperatuur van die stof wat die deeltjie omring hoog is, die stof self sal nie viskeus wees nie, en die stofdeeltjies sal die kleinste wees.
Molekules van 'n stof waarin die kleinste deeltjies geleë is, wat lukraak bots, oefen 'n resulterende krag uit (maak 'n stoot), wat 'n verandering in die rigting van stuifmeelbeweging veroorsaak. Maar sulke skommelinge is baie kort in tyd, en byna onmiddellik verander die rigting van die toegepaste krag, wat lei tot 'n verandering in die bewegingsrigting.
Die eenvoudigste en duidelikste voorbeeld wat jou toelaat om te verstaan wat 'n Brownse deeltjie is, is die beweging van stofdeeltjies, sigbaar in 'n skuins sonstraal. In 99-55 jaar. vC e. die antieke Romeinse digter Lucretius het die oorsaak van die wisselvallige beweging akkuraat verduidelik in die filosofiese gedig "Oor die aard van die dinge."
Kyk hier: wanneer die sonlig ook al deurkom
In ons wonings en duisternis sny deur met sy strale, Baie klein lyfies in die leegte, sal jy sien, flikkerend, Jaag heen en weer in 'n stralende gloed van lig.
Kan jy hieruit verstaan hoe onvermoeid
Die begin van dinge in die groot leegheid is rusteloos.
So oor groot dinge help om te verstaan
Klein dingetjies, wat die pad vir hul begrip uiteensit.
Boonop, want jy moet oplet
Na die onstuimigheid in die lywe wat in die sonlig flikker
Wat weet jy daaruit saak en beweging, Wat gebeur daarin in die geheim en verborge.
Want jy sal daar sien hoeveel stofdeeltjies verander
Die pad van die verborge skokke en weer terugvlieg, Vir altyd heen en weer hardloop in alle rigtings.
Lang voor die koms van moderne vergroottegnologie het Lucretius, wat 'n analoog van die beweging gesien het wat deur Brown waargeneem is, tot die gevolgtrekking gekom dat die kleinste deeltjies materie bestaan. Brown het dit bevestig deur een van die belangrikste wetenskaplike ontdekkings te maak.
