Броуновское движение

1.

Конспект на тему
броуновское
движение
Основные сведения о броуновском
движении в физике

2.

Общая характеристика броуновского
движения
Английский ботаник Р. Броун открыл движение, которое получило свой название в
его честь. Изучая в 1827 году он поставил перед собой задачу: достоверно решить,
какое значение она играет в процессе размножения. В качестве рабочего
инструмента он использовал микроскоп.
Проводя микроскопические наблюдения, Броун заметил извилистые движения
мелких частиц. При этом увеличение скорости их движения происходило при
повышении температуры среды. Кроме того, более интенсивным было движение
частиц совсем самых незначительных размеров.
Характеристика движения определялась и свойствами самой среды: чем ее вязкость
была значительнее, чем движение было медленнее.

3.

Открытия Броуна и прочих ученых,
изучающих эти процессы, легли в
основу атомно-молекулярной теории.
Они еще раз подтвердили, что
вещества состоят из атомов (молекул),
которые располагаются в
пространстве определенным образом
и не исключают взаимодействия друг
с другом.
В ФИЗИКЕ ИЗВЕСТНО ЯВЛЕНИЕ,
ОПИСЫВАЮЩИЕ ВЗАИМНОЕ
ПРОНИКНОВЕНИЕ МОЛЕКУЛ
ОДНОГО ВЕЩЕСТВА В МОЛЕКУЛЫ
ДРУГОГО. ЭТО ДИФФУЗИЯ.
НЕСМОТРЯ НА ОПРЕДЕЛЕННОЕ
СХОДСТВО ДВУХ ПОНЯТИЙ
(БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ И
ДИФФУЗИЯ), ЭТО НЕ ОДНО И ТО
ЖЕ.
ПРИ ДИФФУЗИИ ДВИЖЕНИЕ
МОЛЕКУЛ ПРЯМОЛИНЕЙНО.
НАПРАВЛЕНИЕ МЕНЯЕТСЯ ТОЛЬКО
ПОСЛЕ СТОЛКНОВЕНИЯ. В ТО ЖЕ
ВРЕМЯ БРОУНОВСКАЯ ЧАСТИЦА
ПРОСТО ТАК НЕ ДВИЖЕТСЯ. ОНА
МЕЛКО И ЧАСТО ДРОЖИТ, В
РЕЗУЛЬТАТЕ ЧЕГО ДВИЖЕТСЯ
ХАОТИЧЕСКИМ ОБРАЗОМ.

4.

Примечание
Такое движение было названо броуновским. Его наблюдали и
другие ученые, однако в то время никто не мог объяснить его
причины. На первый взгляд казалось, что в нем отсутствуют
закономерности, а доказательства скорости и направления
передвижения молекул не существуют.Так было вплоть до
конца XIX века. Объяснение, предложенное Винером в 1863
году, многим пришлось не по душе. В нем говорилось, что
движение вызвано колебаниями атомов, которые визуально не
фиксируются. Во взглядах Винера прослеживалась линия
зависимости скорости передвижения частиц от их величины.
Еще позднее объяснение дал У. Рамзай. Он предположил, что в
процессе броуновского движения роль «провокаторов»
играют мелкие частицы, испытывающие давление от
столкновений.

5.

Объяснение броуновского движения
Что же могло обусловить броуновское движение? Дело в том, что
наблюдение за пыльцой, молекулы которой двигались, Броун
производил в капле воды. Однако ее микрочастиц в микроскоп
видно не было. Поэтому получалось, что молекулы пыльцы
двигались хаотически, сами по себе.
На самом деле в основе такого движения лежали постоянные
столкновения молекул пыльцы с молекулами воды, которые
окружали со всех сторон. Поскольку молекулы воды меньше и
слабее микрочастиц пыльцы, сдвинуть их с места не получалось,
однако обнаружить «дрожание на месте» было реально. При этом
оно не прекращалось.

6.

• Особенности явления:
• Рассматривая законы броуновского
движения, многие пытались проверить,
действуют ли они для крупных тел.
Оказалось, что нет. Причина — если
длина предмета, который находится в
жидкости, невелика, «толчки» молекул
превращаются в постоянное давление.
Например, движение капелек молочного жира в
самом молоке, молекул краски в ее водном
растворе.
Дело в том, что удары о молекулу вещества
(броуновскую частицу) с разных сторон не равны, и
не уравновешивают друг друга по направлению и
силе. Поэтому суммарная сила воздействия на
частицу не равна нулю и вызывает изменения в ее
движении. Этот признак — объяснение процесса
броуновского движения и отличия его от диффузии.

7.

• Открытие броуновского движения стало доказательством того
факта, что все тела состоят из частиц. Эти частицы (молекулы) не
находятся в покое, а совершают постоянные беспорядочные
движения, характеристику которых дают физические уравнения.
Зависимость броуновского движения частиц от
температуры среды не говорит о том, что это тепловой
процесс. Такое утверждение верно, несмотря на то, что
одно из свойств теплового движения — хаотичное
движение молекул.
Краткое объяснение этому следующее. Частицы,
имеющие название «броуновские», не являются
частицами самого вещества. Их движения происходят по
причине ударов молекул с различных сторон. Поэтому в
физике считается, что тепловое движение — фактор,
обуславливающий броуновское движение.
В пользу справедливости такого утверждения
свидетельствует следующий опыт. Краску, растертую до
мелких крупинок, высыпают в воду. Эти крупинки
начинают непрерывное движение, которое является
примером броуновского. В этом опыте частички краски
не являются водой, а представляют инородное тело в
жидкой среде.
Напротив, движение молекул воды — тепловое.