Brounova čestica: pojam, veličina, kretanje

Ako promiješate tintu ili boju u vodi, a zatim je pogledate pod mikroskopom, možete vidjeti brzo kretanje najmanjih čestica čađe ili boje u različitim smjerovima. Što izaziva takva kretanja?

Tko je i kada otkrio

1827. engleski biolog Robert Broun promatrao je kroz mikroskop kapljicu vode koja je slučajno zarobila malu količinu cvjetnog peludi. Vidio je da sitne čestice peludi plešu, krećući se kaotično u tekućini. Tako je otkriveno brounovsko kretanje, nazvano po ovom znanstveniku – kretanje najmanjih čestica otopljenih u tekućini ili plinu. Nakon promatranja različitih vrsta peludi dostupnih u njegovoj zbirci, biolog je otopio minerale u prahu u vodi.

Kao rezultat toga, Broun je bio uvjeren da takvo nasumično kretanje ni na koji način nije uzrokovano samom tekućinom, a ne utjecajem na tekućinu izvana, već izravno unutarnjim kretanjem najmanje čestice. Ova čestica, analogno promatranom kretanju, nazvana je "brounova čestica".

Razvoj teorije, njezini sljedbenici

Nakon toga, broneovo otkriće potvrđeno je, prošireno i konkretizirano na temelju molekularno-kinetičke teorije, i. Einstein I m. Smolukhov. I francuski fizičar Perrin dvadeset godina kasnije, zahvaljujući poboljšanju mikroskopa u procesu proučavanja nasumičnog kretanja brounove čestice, potvrdio je postojanje samih molekula. Promatranje brounovog kretanja omogućilo je Perrinu da izračuna broj molekula u 1 molu bilo kojeg plina i izvede barometrijsku formulu.

Otkriće gibanja brounove čestice poslužilo je kao dokaz postojanja mnogo manjih čestica koje nisu vidljive ni mikroskopom - molekula tekućine i bilo koje druge tvari. Molekule svojim stalnim kretanjem uzrokuju kretanje čestica peludi, čađe ili boje.

Definicija i veličina

Ako kroz mikroskop pogledate čestice trupa suspendirane u vodi, primijetit ćete da se zrna različitih veličina ponašaju drugačije. Relativno glomazne čestice, doživljavajući isti broj šokova sa svih strana u određenom vremenskom razdoblju, ne počinju se kretati. I male čestice u istom vremenskom intervalu primaju jednostrane nekompenzirane udarce koji ih guraju u stranu i kreću se.

Kolika je veličina brounove čestice izložene molekulama? Eksperimentalno je dokazano da se citoplazmatska zrnca peludi kreću ne više od 3 mikrometara (mikrometara) ili 10^-6 metar, ili 10^-3 milimetra. Veće čestice ne postaju sudionici u stalnom kretanju koje je Broun otkrio.

Dakle, odgovorimo na pitanje "što je brounova čestica". To su najmanja zrna tvari veličine ne veće od 3 mikrona, suspendirana u tekućini ili plinu, koja vrše stalno kaotično kretanje pod utjecajem molekula okoline u kojoj se nalaze.

Molekularno-kinetička teorija

Brounovo kretanje ne prestaje, ne usporava se u vremenu. To objašnjava koncept molekularno-kinetičke teorije koja kaže da su molekule bilo koje tvari u stalnom toplinskom gibanju. S porastom temperature medija povećava se brzina kretanja molekula, odnosno ubrzava se i brounova čestica, podvrgnuta udaru molekula.

Osim temperature tvari, brzina brounovog gibanja ovisi i o viskoznosti medija i veličini suspendirane čestice. Kretanje će postići maksimalnu brzinu kada postoji visoka temperatura okolne čestice tvari, sama tvar neće biti viskozna, a čestice prašine bit će najmanje veličine.

Molekule tvari u kojoj se nalaze najmanje čestice, nasumično se sudaraju, primjenjuju rezultirajuću silu (proizvode potisak), uzrokujući promjenu smjera kretanja peludi. Ali takve fluktuacije su vrlo kratke u vremenu, a gotovo odmah se mijenja smjer primijenjene sile, što dovodi do promjene smjera kretanja.

Najjednostavniji i najjasniji primjer za razumijevanje što je brounova čestica je kretanje zrna prašine vidljivo u kosoj sunčevoj zraci. U 99-55. prije n. e. drevni rimski pjesnik Lukrecije točno je objasnio razlog neurednog pokreta u filozofskoj pjesmi "o prirodi stvari".

Evo pogleda: kad god sunčeva svjetlost uđe

U našim domovima i tama presijeca svoje zrake,

Mnogo malih tijela u praznini, vidjet ćete, trepćući,

Jure naprijed-natrag u blistavom sjaju svjetlosti.

Možete li iz ovoga shvatiti kako neumorno

Počeci stvari u praznini neizmjernosti su zgužvani.

Tako velike stvari pomažu u stvaranju koncepta

Male stvari, ocrtavajući načine za njihovo razumijevanje.

Osim toga, jer morate obratiti pozornost

Na metež u tijelima koja trepere na sunčevoj svjetlosti,

Što iz nje znate i materiju kretanja,

Što se događa u njemu tajno i skriveno od pogleda.

Jer tamo ćete vidjeti koliko se čestica prašine mijenja

Svoj put od skrivenih podrhtavanja i opet odletjeti natrag,

Zauvijek se tu i tamo raspršujući u svim smjerovima.

Mnogo prije pojave moderne tehnike povećavanja, Lucretius je, promatrajući analog pokreta koji je vidio Broun, došao do zaključka da postoje i najmanje čestice materije. Broun je to potvrdio jednim od najvažnijih znanstvenih otkrića.