什么是布朗運(yùn)動(dòng)
布朗運(yùn)動(dòng)指的是懸浮微粒永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，它是在西元1827年英國植物學(xué)羅伯特·布朗利用一般的顯微鏡觀察懸浮于水中由花粉所迸裂出的微粒時(shí)發(fā)現(xiàn)的。下面學(xué)習(xí)啦小編就給大家介紹什么是布朗運(yùn)動(dòng)。
布朗運(yùn)動(dòng)定義
懸浮微粒永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。
例如，在顯微鏡下觀察懸浮在水中的藤黃粉、花粉微粒，或在無風(fēng)情形觀察空氣中的煙粒、塵埃時(shí)都會(huì)看到這種運(yùn)動(dòng)。溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈。它是1827年植物學(xué)家R.布朗最先用顯微鏡觀察懸浮在水中花粉的運(yùn)動(dòng)而發(fā)現(xiàn)的。作布朗運(yùn)動(dòng)的粒子非常微小，直徑約1~10微米， 在周圍液體或氣體分子的碰撞下，產(chǎn)生一種漲落不定的凈作用力，導(dǎo)致微粒的布朗運(yùn)動(dòng)。如果布朗粒子相互碰撞的機(jī)會(huì)很少，可以看成是巨大分子組成的理想氣體，則在重力場中達(dá)到熱平衡后，其數(shù)密度按高度的分布應(yīng)遵循玻耳茲曼分布。J.B.佩蘭的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)，并由此相當(dāng)精確地測定了阿伏伽德羅常量及一系列與微粒有關(guān)的數(shù)據(jù)。1905年A.愛因斯坦根據(jù)擴(kuò)散方程建立了布朗運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)理論。布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)研究和理論分析間接地證實(shí)了分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對于氣體動(dòng)理論的建立以及確認(rèn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子性具有重要意義，并且推動(dòng)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)特別是漲落理論的發(fā)展。由于布朗運(yùn)動(dòng)代表一種隨機(jī)漲落現(xiàn)象，它的理論對于儀表測量精度限制的研究以及高倍放大電訊電路中背景噪聲的研究等有廣泛應(yīng)用。
這是1826年英國植物學(xué)家布朗(1773-1858)用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來把懸浮微粒的這種運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。不只是花粉和小炭粒，對于液體中各種不同的懸浮微粒，都可以觀察到布朗運(yùn)動(dòng)。
布朗運(yùn)動(dòng)的主要特點(diǎn)
無規(guī)則
每個(gè)液體分子對小顆粒撞擊時(shí)給顆粒一定的瞬時(shí)沖力，由于分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，每一瞬間，每個(gè)分子撞擊時(shí)對小顆粒的沖力大小、方向都不相同，合力大小、方向隨時(shí)改變，因而布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的。
永不停歇
因?yàn)橐后w分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的，所以液體分子對固體微粒的撞擊也是永不停息的。
顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
顆粒越小，顆粒的表面積越小，同一瞬間，撞擊顆粒的液體分子數(shù)越少，據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，少量分子同時(shí)作用于小顆粒時(shí)，它們的合力是不可能不平衡的。而且，同一瞬間撞擊的分子數(shù)越少，其合力越不平衡，又顆粒越小，其質(zhì)量越小，因而顆粒的加速度越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，故顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。
溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子撞擊顆粒時(shí)對顆粒的撞擊力越大，因而同一瞬間來自各個(gè)不同方向的液體分子對顆粒撞擊力越大，小顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變越快，故溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。
肉眼看不見
做布朗運(yùn)動(dòng)的固體顆粒很小，肉眼是看不見的，必須在顯微鏡才能看到。
布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因
1827年，蘇格蘭植物學(xué)家羅伯特·布朗發(fā)現(xiàn)水中的花粉及其它懸浮的微小顆粒不停地作不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng)。人們長期都不知道其中的原理。50年后，J·德耳索提出這些微小顆粒是受到周圍分子的不平衡的碰撞而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)。后來得到愛因斯坦的研究的證明。布朗運(yùn)動(dòng)也就成為分子運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。
懸浮在液體或氣體中的微粒(線度~10-3mm)表現(xiàn)出的永不停止的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，如墨汁稀釋后碳粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，藤黃顆粒在水中的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)……。而且溫度越高，微粒的布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。布朗運(yùn)動(dòng)代表了一種隨機(jī)漲落現(xiàn)象。
布朗運(yùn)動(dòng)是大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)對懸浮的固體微粒各個(gè)方向撞擊作用的不均衡性造成的，所以布朗運(yùn)動(dòng)是大量液體分子集體行為的結(jié)果。
猜你感興趣：
什么是布朗運(yùn)動(dòng)
