Физичке појаве: Бровновски покрет

Феномен открића

Бровново кретање је континуирано, константно хаотично кретање честица суспендованих у течности (или гасу). Коришћено име овог феномена било је у част његовом проналазачу - енглеском ботаничару Р. Брауну. Године 1827. провео је експеримент, због чега је откривен Бровнов покрет. Такође, научник је скренуо пажњу на чињеницу да се честице не само крећу околином, већ и ротирају око своје осе. Пошто у то време молекуларна теорија структуре материје још није била успостављена, Бровн није могао у потпуности да анализира процес.

Модерн виевс

Тренутно се сматра да је Бровново кретање узроковано сударањем честица суспендованих у течности или гасу са молекулима супстанце која их окружује. Потоњи су у сталном кретању, називају се термалне. Они такође изазивају хаотично кретање честица од којих се свака супстанца састоји. Важно је напоменути да су још два повезана са овом појавом: Бровновско кретање које смо описали и дифузија (продирање честица једне супстанце у другу). Ове процесе треба разматрати у комплексу, како они објашњавају међусобно. Дакле, због судара са околним молекулима, честице суспендоване у медију су у континуираном кретању, које је такође хаотично. Случајност се изражава у пролазности, и правцу и брзини.

У терминима термодинамике

Познато је да се са повећањем температуре повећава и брзина Бровновског кретања. Ова зависност се лако објашњава једнаџбом за описивање просека кинетичка енергија покретна честица: Е = мв ² = 3кТ / 2, где је м маса честица, в је брзина честице, к је Болцманова константа, а Т спољашња температура. Као што видимо, квадрат брзине кретања суспендоване честице је директно пропорционалан температури, тако да се са повећањем температуре спољашњег окружења повећава и брзина. Треба приметити да је основни принцип на коме се заснива једначина једнакост просечне кинетичке енергије покретне честице и кинетичке енергије честица које чине медиј (то јест, течност или гас у којем је суспендован). Ову теорију формулисали су А. Еинстеин и М. Смолукховски приближно у исто време независно један од другог.

Кретање Бровнових честица

Честице суспендоване у течности или гасу крећу се дуж цик-цак пута, постепено се удаљавајући од тачке кретања. Поново, Еинстеин и Смолуковски су дошли до закључка да за проучавање кретања Бровнове честице, главна вредност није пређена удаљеност или стварна брзина, већ просечно померање током одређеног временског периода. Једначина коју је предложио Ајнштајн је следећа: р ² = 6кТБт. У овој формули, р је просечно померање суспендоване честице, Б је његова покретљивост (та количина је заузврат обрнуто пропорционална вискозности медија и величине честица), т је време. Сходно томе, брзина кретања суспендоване честице је већа, што је нижа вискозност медијума. Ваљаност једначине експериментално је доказао француски физичар Ј. Перрин.