dia 2

RUSKEA LIIKKE

Kesällä 1827 Brown tutkiessaan siitepölyn käyttäytymistä mikroskoopilla yhtäkkiä huomasi, että yksittäiset itiöt tekevät ehdottoman kaoottisia impulsiivisia liikkeitä. Hän päätti varmaksi, että nämä liikkeet eivät olleet millään tavalla yhteydessä veden pyörteisiin ja virtoihin tai sen haihtumiseen, minkä jälkeen hän kuvattuaan hiukkasten liikkeen luonteen allekirjoitti rehellisesti oman kyvyttömyytensä selittääkseen veden syntyä. tämä kaoottinen liike. Huolellinen kokeilija Brown kuitenkin havaitsi, että tällainen kaoottinen liike on ominaista kaikille mikroskooppisille hiukkasille, oli se sitten kasvien siitepöly, mineraalisuspensiot tai mikä tahansa murskattu aine yleensä.

dia 3

Tämä on pienimpien nesteeseen tai kaasuun suspendoituneiden hiukkasten lämpöliikettä. Brownin hiukkaset liikkuvat molekyylien vaikutuksen alaisena. Molekyylien lämpöliikkeen sattumanvaraisuuden vuoksi nämä vaikutukset eivät koskaan tasapainota toisiaan. Seurauksena on, että Brownin hiukkasen nopeus muuttuu satunnaisesti suuruudessa ja suunnassa, ja sen liikerata on monimutkainen siksak-viiva.

dia 4

VUOROVAIKUTUKSET

Jos molekyylien välillä ei olisi houkuttelevia voimia, kaikki kappaleet olisivat kaikissa olosuhteissa vain kaasumaisessa tilassa. Mutta vetovoimat eivät yksinään voi taata vakaita atomien ja molekyylien muodostumia. Hyvin pienillä molekyylien välisillä etäisyyksillä hylkivät voimat vaikuttavat välttämättä. Tästä johtuen molekyylit eivät tunkeudu toistensa sisään eivätkä ainepalat koskaan kutistu yhden molekyylin kokoisiksi.

dia 5

Vaikka molekyylit ovat yleensä sähköisesti neutraaleja, niiden välillä vaikuttaa kuitenkin merkittäviä sähköisiä voimia lyhyillä etäisyyksillä: elektronien ja viereisten molekyylien atomiytimien välillä on vuorovaikutusta.

dia 6

AINEEN KOKONAISOLOT

Olosuhteista riippuen sama aine voi olla eri aggregaattitiloissa Kiinteässä, nestemäisessä tai kaasumaisessa tilassa olevan aineen molekyylit eivät eroa toisistaan ​​Aineen aggregaattitila määräytyy sijainnin, liikkeen luonteen mukaan ja molekyylien vuorovaikutus.

Dia 7

Dia 8

KAASUN RAKENNE

Kaasu laajenee, kunnes se täyttää koko sille varatun tilavuuden. Jos ajatellaan kaasua molekyylitaso, näemme molekyylejä satunnaisesti ryntäävän ja törmäävän toisiinsa ja suonen seiniin, jotka eivät kuitenkaan käytännössä ole vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Jos lisäät tai vähennät suonen tilavuutta, molekyylit jakautuvat tasaisesti uudelleen uudessa tilavuudessa

Dia 9

1. Molekyylit eivät ole vuorovaikutuksessa keskenään 2. Molekyylien väliset etäisyydet ovat kymmeniä kertoja suurempia kuin molekyylien koko 3. Kaasut puristuvat helposti 4. Molekyylien suuret nopeudet 5. Vievät koko astian tilavuuden 6. Molekyylien vaikutukset luoda kaasun painetta

Dia 10

NESTEIDEN RAKENNE

Tietyssä lämpötilassa nesteellä on kiinteä tilavuus, mutta se on myös täytetyn astian muodossa - mutta vain sen pintatason alapuolella. Molekyylitasolla helpoin tapa ajatella nestettä on pallomaisia ​​molekyylejä, jotka, vaikka ne ovatkin läheisessä kosketuksessa toistensa kanssa, voivat kiertää toistensa ympärillä, kuten pyöreitä helmiä purkissa. Kaada neste astiaan - ja molekyylit leviävät nopeasti ja täyttävät astian tilavuuden alaosan, minkä seurauksena neste saa muotonsa, mutta ei leviä astian koko tilavuuteen.

dia 11

1. Molekyylien välillä on vuorovaikutusta 2. Molekyylien läheisyys 3. Molekyylit liikkuvat "hyppyillä" 4. Nesteiden alhainen kokoonpuristuvuus 5. Ne eivät säilytä muotoaan, mutta säilyttävät tilavuutensa

Se näyttää liikkuvan ilman syytä. Avausarvo Brownin liikkeet . liikettä osoitti, että kaikki ruumiit koostuvat erillisistä ... , jotka ovat jatkuvassa epäjärjestyksessä liikettä. Olemassaolon tosiasia Brownin liikkeet todistaa aineen molekyylirakenteen. Käytetty...

... "maailman malleja". 1 Näytä diffuusion merkitys ja Brownin liikkeet fysiikan eri aloille. Tieteellisen näkemyksen muodostuminen. ... Vapaa tila? 1. liikettä 3. Jatkuva kaoottinen liikettä molekyylit 2. Diffuusio 4. liikettä ja diffuusio 5 Ni...

Diplomi: Fraktaalimallin tutkimus...

Aihe opinnäytetyö: Fraktaalimallin tutkimus Brownin liikkeet Opiskelija: X Ohjaaja: X 1 Perusmääritelmät Jatkuva Gaussin... s 2 1 2H t 2H ts 2H kutsutaan fraktaaliksi Brownin liikettä(FBD), jonka Hurstin samankaltaisuusindeksi on 0 H 1. Kun...

Molekyylifysiikka (sähköinen oppikirja...

Voit nähdä yksittäisiä atomeja ja molekyylejä. liikettä liikettä-järjetöntä liikettä pieni (joiden mitat ovat muutaman mikronin tai vähemmän ... asemat suorissa viivoissa antaa ehdollisen kuvan liikkeet. Teorian päätelmät Brownin liikettä. . ovat erinomaisessa sopusoinnussa kokeilun kanssa...

Havainnoista mikroskoopilla...", jossa hän kuvaili löytämänsä liikettä Brownin hiukkasia. liikettä- se on lämpöä liikettä nesteeseen tai kaasuun suspendoituneita hiukkasia. 1827...

Pallon sivut hyppäävät uuteen paikkaan. liikettä- se on kaoottista liikettä pienet kiinteän aineen hiukkaset molekyylien vaikutuksen alaisena ... neste tai kaasu, jossa nämä hiukkaset sijaitsevat. liikettä Diffuusio Ilmiö yhden aineen hiukkasten spontaanista tunkeutumisesta ...

... : Lämpö liikettä molekyylit kaasussa: liikettä- se on lämpöä liikettä nesteessä tai kaasussa suspendoituneita pieniä hiukkasia. liikettä : Brownin hiukkanen molekyylien joukossa: Liikerata liikkeet 3 - x Brownin hiukkasia...

Lämpöteoriaa koskevassa tutkimuksessaan Brownin liikettä. Artikkelissa 1905 O liikettä hiukkaset suspendoituneet nesteeseen levossa, tarvitaan ... ja sen kaava Brownin liikkeet saa määrittää molekyylien lukumäärän. Jos toimii teoriassa Brownin liikkeet jatkui ja loogisesti valmis...

dia 1

Brownin liike.
Täydentäjä: Bakovskaja Julia ja Vozniak Albina, 10. luokan oppilaat Tarkastaja: Tsypenko L.V., fysiikan opettaja 2012

dia 2

Brownin liike - luonnontieteessä mikroskooppisten, näkyvien, nesteeseen (tai kaasuun) suspendoituneiden kiinteiden hiukkasten (pölyhiukkasten, kasvien siitepölyhiukkasten ja niin edelleen) satunnainen liike, jonka aiheuttaa nesteen hiukkasten lämpöliike ( tai kaasu). Käsitteitä "Brownin liike" ja "lämpöliike" ei pidä sekoittaa: Brownin liike on seuraus ja todiste lämpöliikkeen olemassaolosta.

dia 3

Ilmiön ydin
Brownin liike johtuu siitä, että kaikki nesteet ja kaasut koostuvat atomeista tai molekyyleistä - pienimmistä hiukkasista, jotka ovat jatkuvassa kaoottisessa lämpöliikkeessä ja työntävät siksi jatkuvasti Brownin hiukkasta eri puolia. Todettiin, että suuret hiukkaset, jotka ovat suurempia kuin 5 µm, eivät käytännössä osallistu Brownin liikkeeseen (ne ovat liikkumattomia tai sedimenttejä), pienemmät hiukkaset (alle 3 µm) liikkuvat eteenpäin erittäin monimutkaisia ​​​​ratoja pitkin tai pyörivät. Kun suuri kappale upotetaan väliaineeseen, suuria määriä esiintyvät iskut lasketaan keskiarvoiksi ja muodostavat jatkuvan paineen. Jos suurta kappaletta ympäröi väliaine kaikilta puolilta, paine on käytännössä tasapainossa, vain Archimedesin nostovoima jää jäljelle - tällainen kappale kelluu tasaisesti ylös tai uppoaa. Jos runko on pieni, kuten Brownin hiukkanen, paineenvaihtelut tulevat havaittaviksi, jotka luovat havaittavan satunnaisesti muuttuvan voiman, joka johtaa hiukkasten värähtelyihin. Brownin hiukkaset eivät yleensä uppoa tai kellu, vaan ne suspendoituvat väliaineeseen.

dia 4

Brownin liikkeen löytö
Tämän ilmiön löysi R. Brown vuonna 1827 tehdessään tutkimusta kasvien siitepölystä. Skotlantilainen kasvitieteilijä Robert Brown (joskus hänen sukunimensä on litteroitu Browniksi) sai elämänsä aikana parhaana kasvien tuntijana tittelin " kasvitieteilijöiden prinssi." Hän teki monia upeita löytöjä. Vuonna 1805, neljän vuoden Australiaan suuntautuneen tutkimusmatkan jälkeen, hän toi Englantiin noin 4 000 tutkijoille tuntematonta australialaista kasvilajia ja omisti monta vuotta niiden tutkimiseen. Kuvatut kasvit tuotu Indonesiasta ja Keski-Afrikka. Opiskeli kasvien fysiologiaa, kuvasi ensin yksityiskohtaisesti kasvisolun ytimen. Pietarin tiedeakatemia valitsi hänet kunniajäseneksi. Mutta tiedemiehen nimi on nyt laajalti tunnettu ei näiden teosten vuoksi. Vuonna 1827 Brown suoritti tutkimusta kasvien siitepölystä. Hän oli erityisesti kiinnostunut siitä, kuinka siitepöly osallistuu hedelmöitysprosessiin. Kerran hän tutki mikroskoopilla veteen suspendoituneita pitkänomaisia ​​sytoplasmisia jyviä, jotka oli eristetty pohjoisamerikkalaisen Clarkia pulchella -kasvin (melko clarkia) siitepölysoluista. Yhtäkkiä Brown näki, että pienimmät kovat jyvät, joita tuskin voi nähdä vesipisarassa, vapisevat jatkuvasti ja liikkuivat paikasta toiseen. Hän havaitsi, että nämä liikkeet, hänen sanojensa mukaan, "ei liity nesteen virtauksiin tai sen asteittaiseen haihtumiseen, vaan ne ovat luontaisia ​​itse hiukkasille". Nyt Brownin havainnon toistamiseksi riittää, että sinulla on ei kovin tehokas mikroskooppi ja sen avulla tutkitaan savua mustuneessa laatikossa, joka on valaistu sivureiän läpi voimakkaalla valonsäteellä. Kaasussa ilmiö ilmenee paljon elävämmin kuin nesteessä: pieniä tuhka- tai nokipilkkuja (savun lähteestä riippuen) on näkyvissä sirottavaa valoa, joka hyppää jatkuvasti edestakaisin. Brownin liikettä on mahdollista havaita myös musteliuoksessa: 400x suurennuksella hiukkasten liike on jo helposti erotettavissa. Kuten tieteessä usein tapahtuu, monia vuosia myöhemmin historioitsijat havaitsivat, että jo vuonna 1670 mikroskoopin keksijä, hollantilainen Anthony Leeuwenhoek, ilmeisesti havaitsi samanlaisen ilmiön, mutta mikroskooppien harvinaisuuden ja epätäydellisyyden, molekyylitieteen alkion tilan. tuolloin ei kiinnittänyt huomiota Leeuwenhoekin havaintoon, joten löytö katsotaan oikeutetusti Brownin ansioksi, joka ensin tutki ja kuvasi sitä yksityiskohtaisesti.

1 dia

Työn suoritti: Ekaterina Makarova, 7. luokan oppilas, GOU lukio nro 546, Moskova Ohjaaja: Kazakova Yu.V., fysiikan opettaja

2 liukumäki

Vuonna 1827 Brown tutkiessaan mikroskoopilla veteen suspendoituneita sytoplasmisia jyviä, jotka oli eristetty Clarkia pulchella -kasvin siitepölysoluista mikroskoopilla, huomasi odottamatta, että ne vapisevat jatkuvasti ja liikkuivat paikasta toiseen.

3 liukumäki

Työn tarkoitus: tarkkailla ja tutkia veteen suspendoituneiden hiukkasten Brownin liikettä. Tutkimuskohde: Brownin liike. Tutkimusaihe: havainnoinnin piirteet ja Brownin liikkeen luonne. Työpaikka: Moskovan valtion pedagogisen yliopiston koulutus- ja tieteellinen radiofyysinen keskus

4 liukumäki

Tutkimustavoitteet: Tutkia Brownin liikkeen löytämisen historiaa. Tutkia Brownin liikkeen löytämisen merkitystä tieteen kehitykselle. Selvitä vaikutus erilaisia ​​tekijöitä Brownin liikkeen luonteesta. Suorita koe Brownin liikkeen tarkkailemiseksi. Tutkimusmenetelmät: Kirjallisuuden ja Internet-sivustojen materiaalien tutkiminen aiheesta. Brownin liikkeen luonteen tutkiminen mallin avulla. Brownin liikkeen havainnointi.

5 liukumäki

Vuonna 1824 ilmestyy uusi tyyppi mikroskoopilla, joka tarjoaa 500-1000-kertaisen suurennuksen. Hän mahdollisti hiukkasten suurentamisen 0,1-1 mm:n kokoon asti, mutta Brown korostaa artikkelissaan erityisesti, että hänellä oli tavalliset kaksoiskuperat linssit, mikä tarkoittaa, että hän pystyi suurentamaan esineitä enintään 500 kertaa, eli hiukkasia kasvanut kokoon vain 0,05-0,5 mm. Siitepölysolujen koko vaihtelee välillä 2,5 µm - 250 µm. Brownin hiukkasten koko on luokkaa 0,1-1 µm. 1700-luvun mikroskoopit

6 liukumäki

Jo vuonna 1670 mikroskoopin keksijä hollantilainen Anthony Leeuwenhoek saattoi havaita samanlaisen ilmiön, sillä hänen mikroskooppinsa antoi jopa 300-kertaisen suurennuksen, mutta molekyylitieteen alkion tila ei tuolloin kiinnittänyt huomiota Leeuwenhoekin havainto. Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723)

7 liukumäki

Katkelma Lucretius Caran runosta "Asioiden luonteesta" Katso: aina kun auringonvalo tunkeutuu asuntojemme sisään ja leikkaa säteillään pimeyden läpi, näet monia pieniä ruumiita tyhjiössä, välkkymässä, ryntäämässä edestakaisin säteilevä valon säteily...

8 liukumäki

Matala lämpötila(1 min) Korkea lämpötila (1 min) Hiukkasten liikekuvioiden vertailu Brownin liikemallilla

9 liukumäki

Johtopäätökset: Brownin hiukkaset liikkuvat molekyylien satunnaisten vaikutusten vaikutuksesta. Brownin liike on kaoottista. Hiukkasen liikeradan mukaan voidaan arvioida liikkeen intensiteetti, mitä pienempi hiukkasen massa, sitä voimakkaammaksi liike muuttuu. Brownin liikkeen intensiteetti riippuu suoraan lämpötilasta. Brownin liike ei lopu koskaan.

10 diaa

Marian Smoluchowski (1872–1917) antoi ensimmäisen kerran tarkan selityksen Brownin liikkeestä vuonna 1904

11 diaa

Albert Einstein (1879-1955) loi ensimmäisen kvantitatiivisen teorian Brownin liikkeestä vuonna 1905. Käyttämällä tilastolliset menetelmät hän johti kaavan Brownin hiukkasen neliön siirtymän keskiarvolle: missä B on hiukkasen liikkuvuus, joka on kääntäen verrannollinen väliaineen viskositeettiin ja hiukkaskokoon, t on havaintoaika, T on hiukkasen lämpötila. nestettä.< r 2 >= 6kTBt

12 diaa

Jean-Baptiste Perrin (1870 - 1942) Vuonna 1906 hän alkoi tehdä kokeita, jotka vahvistivat Einsteinin teorian. Yhteenvetona vuonna 1912 hän julisti: "Atomien teoria on voittanut. Kerran lukuisia sen vastustajat kukistetaan ja yksi kerrallaan he luopuvat näkemyksistään, joita on niin pitkään pidetty kohtuullisina ja hyödyllisinä. Vuonna 1926 Perrin sai Nobel palkinto hänen työstään "aineen diskreetistä luonteesta"

13 diaa

Purukumihiukkasten Brownin liike vedessä. Pisteet merkitsevät hiukkasen peräkkäisiä paikkoja 30 sekunnin kuluttua. Havainnot tehtiin mikroskoopilla n. 3000. Partikkelikoko noin 1 mikroni. Yksi kenno vastaa 3,4 µm:n etäisyyttä.

14 diaa

MIKROSKOOPPI NIKON Eclipse LV 100 Videokamera Okulaari Objektitaso Objektiivinäyttö Ruuvit kohdetason vaakasuoraan liikkumiseen Terävyyden säätöruuvit

15 diaa

16 diaa

17 liukumäki

18 diaa

19 dia

20 diaa

21 dia

22 liukumäki

Johtopäätökset: 1. Tiedemiehet saattoivat havaita Brownin liikkeen vahingossa ennen Brownia, mutta mikroskooppien epätäydellisyyden ja aineiden molekyylirakenteen ymmärtämättömyyden vuoksi sitä ei kukaan tutkinut. Brownin jälkeen monet tiedemiehet tutkivat sitä, mutta kukaan ei voinut antaa hänelle selitystä. 2. Brownin liikkeen kvantitatiivisen teorian luominen Einsteinin ja sen kokeellinen vahvistus Perrinin toimesta mahdollistivat molekyylien olemassaolon ja niiden jatkuvan satunnaisen liikkeen vakuuttavan todistamisen. 3. Brownin liikkeen syyt ovat väliaineen molekyylien lämpöliike ja hiukkasen sitä ympäröivien molekyylien kokemien vaikutusten tarkan kompensoinnin puute. 4. Brownin liikkeen voimakkuuteen vaikuttavat Brownin hiukkasen koko ja massa, nesteen lämpötila ja viskositeetti. 5. Brownin liikkeen tarkkailu on erittäin vaikea tehtävä, koska se on välttämätöntä: kyettävä käyttämään mikroskooppia, sulkemaan pois negatiivisen vaikutuksen ulkoiset tekijät(värinä, pöydän kallistus), tarkkaile nopeasti, kunnes neste on haihtunut.

24 liukumäki

http://ru.wikipedia.org http://krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/BROUNOVSKOE_DVIZHENIE.html http://www.physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/brow_txt.htm http://bse .sci-lib.com/article001503.html http://scorcher.ru/art/theory/determinism/brown.php http://marklv.narod.ru/mkt/ris2.htm http://elementy.ru/ trefil/30 http://allphysics.ru/phys/brounovskoe-dvizhenie http://dxdy.ru/topic24041.html http://vita-club.ru/micros1.htm

Yuldasheva Lolita

Robert Brownin elämäkerta, kokemus siitepölystä, Brownin liikkeen syyt.

Ladata:

Esikatselu:

Jos haluat käyttää esitysten esikatselua, luo itsellesi tili ( tili) Google ja kirjaudu sisään: https://accounts.google.com

Diojen kuvatekstit:

Amiraali N.G.:n mukaan nimetyn GBOU-yleiskoulun nro 1465 7. luokan oppilaan fysiikan esitys "Brownian motion". Kuznetsova Yuldasheva Lolita Fysiikan opettaja: L.Yu. Kruglova

Brownin liike

Robert Brownin (1773-1858) elämäkerta. Brittiläinen (skotlantilainen) kasvitieteilijä 1700-luvun lopulla - 1800-luvun ensimmäinen puolisko, morfologi ja kasvitaksonomi, "brownilaisen liikkeen" löytäjä. Syntynyt 21. joulukuuta 1773 Montrosessa Skotlannissa, opiskellut Aberdeenissa, opiskellut lääketiedettä ja kasvitiedettä Edinburghin yliopistossa vuosina 1789-1795. Vuonna 1795 hän liittyi Skotlannin miliisin pohjoiseen rykmenttiin, jonka kanssa hän oli Irlannissa. Täällä hän keräsi paikallisia kasveja ja tapasi kasvitieteilijä Sir Joseph Banksin. Ahkera luonnontieteiden opiskelu ansaitsi hänelle Banksin ystävyyden, jonka suosituksesta hänet nimitettiin kasvitieteilijäksi vuonna 1801 lähetetylle tutkimusmatkalle kapteeni Flindersin komennossa olevalle alukselle tutkimaan Australian rannikkoa. Yhdessä taiteilija Ferdinand Bauerin kanssa hän vieraili osissa Australiaa, sitten Tasmaniaa ja Bassinsalmen saarilla. Ennen kaikkea häntä kiinnosti näiden maiden kasvisto ja eläimistö. Vuonna 1805 Brown palasi Englantiin ja toi mukanaan noin 4 000 Australian kasvilajia, monia lintuja ja mineraaleja Banksin kokoelmaan; hän vietti useita vuosia kehittääkseen tätä rikasta materiaalia, jota kukaan ei ollut koskaan tuonut kaukaisista maista. Kuvatut kasvit tuotu Indonesiasta ja Keski-Afrikasta. Opiskeli kasvien fysiologiaa, kuvasi ensin yksityiskohtaisesti kasvisolun ytimen. Pietarin tiedeakatemia valitsi hänet kunniajäseneksi. Mutta tiedemiehen nimi on nyt laajalti tunnettu ei näiden teosten vuoksi. Lontoon Royal Societyn jäsen (vuodesta 1810). Vuodesta 1810 vuoteen 1820 Robert Brown vastasi Linnean Librarysta ja suojelijansa Banksin, Lontoon kuninkaallisen seuran puheenjohtajan, valtavista kokoelmista. Vuonna 1820 hänestä tuli British Museumin kasvitieteellisen osaston kirjastonhoitaja ja kuraattori, jonne Banksin kuoleman jälkeen viimeksi mainitun kokoelmat siirrettiin.

Robert Brownin kokemus Brown tutki Lontoon toimistonsa hiljaisuudessa vuonna 1827 saatuja kasvinäytteitä mikroskoopin läpi. Vuoro tuli siitepölylle, joka on itse asiassa hienoja jyviä. Brown toi sisään tietyn määrän siitepölyä pudottamalla vesipisaran kansilasille. Katsoessaan mikroskoopin läpi Brown huomasi, että mikroskoopin polttotasossa oli tapahtumassa jotain outoa. Siitepölyhiukkaset liikkuivat jatkuvasti kaoottisella tavalla, jolloin tutkija ei voinut nähdä niitä. Brown päätti kertoa havainnoistaan ​​kollegoilleen. Brownin julkaistun artikkelin otsikko oli tyypillinen tuolle leppoisalle ajalle: ”Lyhyt raportti hiukkasilla tehdyistä mikroskooppisista havainnoista kesä- ja elokuussa 1827, joka sisälsi kasvien siitepölyä; ja aktiivisten molekyylien olemassaolosta orgaanisissa ja epäorgaanisissa kappaleissa.

Brownin liike Brownin havainnon vahvistivat muut tutkijat. Pienimmät hiukkaset käyttäytyivät ikään kuin ne olisivat elossa, ja hiukkasten "tanssi" kiihtyi lämpötilan noustessa ja hiukkaskoon pienentyessä ja hidastui selvästi, kun vesi korvattiin viskoosisemalla väliaineella. Tämä hämmästyttävä ilmiö ei koskaan lakannut: sitä voitiin havaita mielivaltaisen pitkään. Aluksi Brown jopa luuli, että elävät olennot todella pääsivät mikroskoopin kentälle, varsinkin kun siitepöly on kasvien urossukusoluja, mutta myös kuolleiden kasvien hiukkaset, jopa sata vuotta aikaisemmin herbaareissa kuivatuista kasveista, johtivat.

Sitten Brown ihmetteli, olivatko nämä "elävien olentojen perusmolekyylejä", joista puhui kuuluisa ranskalainen luonnontieteilijä Georges Buffon (1707-1788), 36-osaisen Natural History -kirjan kirjoittaja. Tämä oletus karkasi, kun Brown alkoi tutkia näennäisesti elottomia esineitä; aluksi se oli hyvin pieniä hiilen hiukkasia sekä Lontoon ilmasta peräisin olevaa nokea ja pölyä, sitten hienoksi jauhettua epäorgaanista ainetta: lasia, monia erilaisia ​​mineraaleja. "Aktiivisia molekyylejä" oli kaikkialla: "Jokaisesta mineraalista", Brown kirjoitti, "jotka onnistuin jauhamaan pölyksi siinä määrin, että se saattoi suspendoitua veteen jonkin aikaa, löysin suurempia tai pienempiä määriä näitä molekyylejä. .

Minun on sanottava, että Brownilla ei ollut uusimpia mikroskooppeja. Artikkelissaan hän korostaa erityisesti, että hänellä oli tavalliset kaksoiskuperat linssit, joita hän käytti useita vuosia. Ja edelleen kirjoittaa: "Koko tutkimuksen ajan jatkoin samojen linssien käyttöä, joilla aloitin työskentelyn, antaakseni lausuntoihini enemmän vakuuttavia ja tehdäkseni ne mahdollisimman helposti tavallisten havaintojen ulottuville."

Nyt Brownin havainnon toistamiseksi riittää, että sinulla on ei kovin vahva mikroskooppi ja sen avulla tutkitaan savua mustuneessa laatikossa, joka on valaistu sivureiän läpi voimakkaalla valonsäteellä. Kaasussa ilmiö ilmenee paljon elävämmin kuin nesteessä: pieniä tuhka- tai nokipilkkuja (savun lähteestä riippuen) on näkyvissä sirottavaa valoa, joka hyppää jatkuvasti edestakaisin. Laadullisesti kuva oli varsin uskottava ja jopa visuaalinen. Pienen oksan tai hyönteisen tulisi liikkua suunnilleen samalla tavalla, jota monet muurahaiset työntävät (tai vetävät) eri suuntiin. Nämä pienemmät hiukkaset olivat itse asiassa tiedemiesten sanakirjassa, mutta kukaan ei ollut koskaan nähnyt niitä. He kutsuivat niitä molekyyleiksi; latinasta käännettynä tämä sana tarkoittaa "pientä massaa".

Brownin hiukkasten liikeradat

Brownin hiukkasten koko on luokkaa 0,1–1 µm, ts. millimetrin tuhannesosasta yhteen kymmentuhansosaan, minkä vuoksi Brown pystyi havaitsemaan niiden liikkeen, että hän tutki pieniä sytoplasmisia jyviä, ei itse siitepölyä (mitä usein ilmoitetaan virheellisesti). Tosiasia on, että siitepölysolut ovat liian suuria. Näin ollen tuulen kantamassa ja ihmisille allergisia sairauksia (heinänuhaa) aiheuttavassa nurmen siitepölyssä solukoko on yleensä 20-50 mikronin välillä, ts. ne ovat liian suuria havaitsemaan Brownin liikettä. On myös tärkeää huomata, että Brownin hiukkasen yksittäisiä liikkeitä tapahtuu hyvin usein ja hyvin pienillä etäisyyksillä, joten niitä on mahdotonta nähdä, mutta mikroskoopilla tietyn ajanjakson aikana tapahtuneet liikkeet ovat näkyvissä. Vaikuttaa siltä, ​​että Brownin liikkeen olemassaolon tosiasia on yksiselitteisesti todistettu molekyylirakenne asia, mutta jopa 1900-luvun alussa. oli tiedemiehiä, mukaan lukien fyysikot ja kemistit, jotka eivät uskoneet molekyylien olemassaoloon. Atomi-molekyyliteoria saavutti tunnustusta vain hitaasti ja vaikeasti.

Brownin liike ja diffuusio. Brownin hiukkasten liike näyttää hyvin paljon yksittäisten molekyylien liikkeeltä niiden lämpöliikkeen seurauksena. Tätä liikettä kutsutaan diffuusioksi. Jo ennen Smoluchowskin ja Einsteinin työtä vahvistettiin molekyylien liikelait yksinkertaisimmassa kaasumaisessa tilassa. Kävi ilmi, että kaasujen molekyylit liikkuvat erittäin nopeasti - luodin nopeudella, mutta ne eivät voi "lentää" kauas, koska ne törmäävät hyvin usein muihin molekyyleihin. Esimerkiksi ilmassa olevat happi- ja typpimolekyylit, jotka liikkuvat noin 500 m/s:n keskinopeudella, kokevat yli miljardi törmäystä sekunnissa. Siksi molekyylin polku, jos se voitaisiin jäljittää, olisi monimutkainen katkoviiva. Brownin hiukkaset kuvaavat samanlaisen liikeradan, jos niiden sijainti on kiinteä tietyin aikavälein. Sekä diffuusio että Brownin liike ovat seurausta molekyylien kaoottisesta lämpöliikkeestä ja siksi niitä kuvaavat samanlaiset matemaattiset suhteet. Erona on, että kaasujen molekyylit liikkuvat suorassa linjassa, kunnes ne törmäävät muihin molekyyleihin, minkä jälkeen ne muuttavat suuntaa.

Brownin hiukkanen, toisin kuin molekyyli, ei suorita mitään "vapaita lentoja", vaan kokee hyvin usein pieniä ja epäsäännöllisiä "värähtelyjä", joiden seurauksena se siirtyy satunnaisesti puolelle tai toiselle. Laskelmat ovat osoittaneet, että hiukkasella, jonka koko on 0,1 mikronia, yksi liike tapahtuu kolmessa sekunnin miljardisosassa vain 0,5 nm:n etäisyydellä (1 nm = m). Erään kirjoittajan osuvan ilmaisun mukaan tämä muistuttaa tyhjän oluttölkin liikettä aukiolla, jonne on kokoontunut joukko ihmisiä. Diffuusio on paljon helpompi havaita kuin Brownin liike, koska se ei vaadi mikroskooppia: ei havaita yksittäisten hiukkasten, vaan niiden valtavien massojen liikkeitä, on vain varmistettava, että konvektio ei asetu diffuusion päälle - aineen sekoittuminen pyörrevirtausten seurauksena (sellaiset virtaukset on helppo havaita pudottamalla tippa värillistä liuosta, kuten mustetta, lasiin kuumaa vettä).

Brownin liikkeen syyt. Brownin liike johtuu siitä, että kaikki nesteet ja kaasut koostuvat atomeista tai molekyyleistä - pienimmistä hiukkasista, jotka ovat jatkuvassa kaoottisessa lämpöliikkeessä ja työntävät siksi jatkuvasti Brownin hiukkasta eri puolilta. Todettiin, että suuret hiukkaset, jotka ovat suurempia kuin 5 µm, eivät käytännössä osallistu Brownin liikkeeseen (ne ovat liikkumattomia tai sedimenttejä), pienemmät hiukkaset (alle 3 µm) liikkuvat eteenpäin erittäin monimutkaisia ​​​​ratoja pitkin tai pyörivät. Kun suuri kappale upotetaan väliaineeseen, suuria määriä esiintyvät iskut lasketaan keskiarvoiksi ja muodostavat jatkuvan paineen. Jos suurta kappaletta ympäröi väliaine kaikilta puolilta, paine on käytännössä tasapainossa, vain Archimedesin nostovoima jää jäljelle - tällainen kappale kelluu tasaisesti ylös tai uppoaa. Jos runko on pieni, kuten Brownin hiukkanen, paineenvaihtelut tulevat havaittaviksi, jotka luovat havaittavan satunnaisesti muuttuvan voiman, joka johtaa hiukkasten värähtelyihin. Brownin hiukkaset eivät yleensä uppoa tai kellu, vaan ne suspendoituvat väliaineeseen.