Броуновское движение

Как мы все уже знаем, все вещества состоят мельчайших частиц – молекул и атомов. Эти частицы находятся в постоянном движении. Движение частиц вещества не может быть обнаружено каким-либо прямым наблюдением: это явление нельзя увидеть не в лупу, ни в микроскоп. Однако убедиться, что молекулы движутся, можно косвенным образом, то есть увидеть не само движение молекул, а результат их действия.

К числу основных опытных доказательств того, что молекулы вещества находятся в непрерывном движении, относится явление, которое впервые наблюдал английский ботаник Роберт Броун.

В 1827 году Броун, занимаясь изучением поведения цветочной пыльцы в жидкости под микроскопом (он изучал водную взвесь растения Clarkia pulchella), неожиданно обнаружил очень необычное явление. Отдельные споры хаотично двигались без видимых на то причин.

Броун наблюдал это явление несколько дней, однако так и не смог дождаться её прекращения. Также он установил, что хаотичные движения частиц пыльцы в воде не связано ни с потоками в жидкости, ни с её испарением. Сначала Броун решил, что в поле микроскопа попали некие живые существа, однако так же вели себя и частички мертвых растений, даже из засушенных за сто лет до этого в гербариях.

Затем Броун провёл опыты с мельчайшими частичками угля, сажи, стекла и различных минералов. И для всех частиц он наблюдал такое же явление. Подробно описав характер движения частиц, Броун вынужден был признать, что он не знает, как можно описать происхождение этого хаотичного движения. Впоследствии это явление назвали броуновским движением.

В течение 85 лет, несмотря на то, что открытие броуновского движения активно обсуждалось, не было предложено ни одного объяснения этого процесса. Лишь в 1905 году не кто иной, как Альберт Эйнштейн, впервые осознал, что это таинственное, на первый взгляд, явление служит наилучшим экспериментальным подтверждением правоты атомной теории строения вещества.

Эйнштейн объяснил явление броуновского движения примерно так: взвешенная в воде спора подвергается постоянной «бомбардировке» со стороны хаотично движущихся молекул воды. Удары молекул о частицу с разных сторон и приводит к скачкообразным перемещениям, которые Броун наблюдал в микроскоп. А поскольку молекулы в микроскоп не видны, то движение спор казалось Броуну беспричинным.

На рисунке, которую можно посмотреть на пятом сладе в проекте Физика, показана броуновская частица под ударами окружающих её молекул воды, которые нельзя увидеть в микроскоп. Количество ударов молекул о спору с противоположных сторон не всегда одинаково. Под действием «перевеса» ударов с какой-нибудь одной стороны спора будет перескакивать с места на место.

И так, оказалось, что броуновское движение является наилучшим экспериментальным подтверждением правоты атомной теории строения вещества. Из него также непосредственно следует, что молекулы и атомы в веществе находятся в непрерывном движении.

источник - http://nstst.ru/fizika-723.html