Презентація з фізики "Броунівський рух. Будова речовини"


Броунівський рух - тепловий рух мікроскопічних зважених частинок твердої речовини, що знаходяться в рідкому або газоподібному середовищі. Треба сказати, що Броун не мав якихось нових мікроскопів. У своїй статті він спеціально підкреслює, що у нього були звичайні двоопуклі лінзи, якими він користувався протягом декількох років. Зараз, щоб повторити спостереження Броуна, досить не дуже сильний мікроскоп. У газі явище проявляється значно яскравіше, ніж у рідині.


У 1824 р. з'являється новий тип мікроскопа, який би збільшення у раз. Він дозволяв збільшити частинки, до розміру 0,1-1 мм. Але у своїй статті Броун спеціально підкреслює, що у нього були звичайні двоопуклі лінзи, значить він міг збільшувати об'єкти не більше, ніж у 500 разів, тобто частки збільшувалися до розміру всього 0 05-05 мм. Броунівські частки мають розмір близько 0,1-1 мкм. Мікроскопи 18 століття


Роберт Броун - британський ботанік, член Лондонського королівського товариства. Народився 21 грудня 1773 року в Шотландії. Навчався в Единбурзькому університеті, вивчаючи медицину та ботаніку. Роберт Броун в 1827 першим спостерігав явище руху молекул, розглядаючи в мікроскоп суперечки рослин, що знаходяться в рідині.


Броунівський рух ніколи не припиняється. У краплі води, якщо вона не висихає, рух крупинок можна спостерігати протягом багатьох років. Воно не припиняється ні влітку, ні взимку, ні вдень, ні вночі. Найдрібніші частинки поводилися, як живі, причому «танець» частинок прискорювався з підвищенням температури та зі зменшенням розміру частинок і явно сповільнювався при заміні води більш в'язким середовищем.


Коли бачимо під мікроскопом рух крупинок, слід думати, що бачимо рух самих молекул. Молекули не можна бачити у звичайний мікроскоп, про їх існування та рух ми можемо судити за тими ударами, які вони виробляють, штовхаючи крупинки фарби і змушуючи їх рухатися. Можна навести таке порівняння. Група людей, граючи на воді в м'яч, штовхає його. Від поштовхів м'яч рухається у різному напрямку. Якщо спостерігати цю гру з великої висоти, то людей не видно, а м'яч безладно рухається наче без причини.


Значення відкриття броунівського руху. Броунівський рух показав, що всі тіла складаються з окремих частинок – молекул, які перебувають у безперервному безладному русі. Факт існування броунівського руху доводить молекулярну будову матерії.




Роль броунівського руху Броунівський рух обмежує точність вимірювальних приладів. Наприклад, межа точності показань дзеркального гальванометра визначається тремтінням дзеркальця, подібно до броунівської частки бомбардованого молекулами повітря. Законами броунівського руху визначається випадковий рух електронів, що викликає шуми електричних ланцюгах. Випадкові рухи іонів у розчинах електролітів збільшують їхній електричний опір.


Висновки: 1. Броунівський рух міг випадково спостерігатися вченими до Броуна, але через недосконалість мікроскопів та відсутність уявлення про молекулярну будову речовин, він ніким не вивчався. Після Броуна він вивчався багатьма вченими, але дати йому пояснення ніхто не зміг. 2. Причини броунівського руху - тепловий рух молекул середовища і відсутність точної компенсації ударів, що зазнають часткою з боку навколишніх молекул. 3. На інтенсивність броунівського руху впливає розмір та маса броунівської частки, температура та в'язкість рідини. 4. Спостереження броунівського руху дуже складне завдання, оскільки треба: вміти користуватися мікроскопом, виключити вплив негативних зовнішніх факторів (вібрації, нахил столу), проводити спостереження швидко, поки рідина не випарувалася.

Слайд 1

Броунівський рух.
Виконали: Баковська Юлія та Возняк Альбіна, учениці 10 класу Перевірила: Ципенко Л.В., вчитель фізики 2012 р.

Слайд 2

Броунівський рух - в природознавстві, безладний рух мікроскопічних, видимих, зважених в рідині (або газі) частинок твердої речовини (пилку, частинки пилку рослини і так далі), що викликається тепловим рухом частинок рідини (або газу). Не слід змішувати поняття «броунівський рух» та «тепловий рух»: броунівський рух є наслідком та свідченням існування теплового руху.

Слайд 3

Сутність явища
Броунівський рух відбувається через те, що всі рідини та гази складаються з атомів або молекул - найдрібніших частинок, які знаходяться в постійному хаотичному тепловому русі, і тому безперервно штовхають броунівську частинку з різних боків. Було встановлено, що великі частинки з розмірами більше 5 мкм у броунівському русі практично не беруть участь (вони нерухомі або седиментують), дрібніші частинки (менше 3 мкм) рухаються поступально вельми складними траєкторіями або обертаються. Коли в середу занурене велике тіло, то поштовхи, що відбуваються у величезній кількості, усереднюються та формують постійний тиск. Якщо велике тіло оточене середовищем з усіх боків, тиск практично врівноважується, залишається тільки підйомна сила Архімеда - таке тіло плавно спливає або тоне. Якщо ж тіло дрібне, як броунівська частка, то стають помітні флуктуації тиску, які створюють помітну силу, що випадково змінюється, що призводить до коливань частки. Броунівські частки зазвичай не тонуть і спливають, а перебувають у середовищі у зваженому стані.

Слайд 4

Відкриття броунівського руху
Це явище відкрито Р. Броуном в 1827 році, коли він проводив дослідження пилку рослин. Шотландський ботанік Роберт Броун (іноді його прізвище транскрибують як Браун) ще за життя як найкращий знавець рослин отримав титул «князя ботаніків». Він зробив багато чудових відкриттів. У 1805 після чотирирічної експедиції в Австралію привіз до Англії близько 4000 видів не відомих вченим австралійських рослин і багато років присвятив їх вивченню. Описав рослини, привезені з Індонезії та Центральної Африки. Вивчав фізіологію рослин, вперше описав ядро ​​рослинної клітини. Петербурзька Академія наук зробила його своїм почесним членом. Але ім'я вченого зараз широко відоме зовсім не через ці роботи. У 1827 році Броун проводив дослідження пилку рослин. Він, зокрема, цікавився, як пилок бере участь у процесі запліднення. Якось він розглядав під мікроскопом виділені з клітин пилку північноамериканської рослини Clarkia pulchella (кларкії гарненької) зважені у воді подовжені цитоплазматичні зерна. Несподівано Броун побачив, що дрібні тверді крупинки, які ледве можна було розгледіти в краплі води, безперервно тремтять і пересуваються з місця на місце. Він встановив, що ці рухи, за його словами, "не пов'язані ні з потоками в рідині, ні з її поступовим випаром, а властиві самим частинкам". Зараз, щоб повторити спостереження Броуна, достатньо мати не дуже сильний мікроскоп і розглянути з його допомогою дим у зачорненій коробочці, освітлений крізь бічне отвір променем інтенсивного світла. У газі явище проявляється значно яскравіше, ніж у рідині: видно маленькі клаптики попелу або сажі (залежно від джерела диму), що розсіюють світло, які безперервно скачуть туди і сюди. Вдається спостерігати броунівський рух і в розчині туші: при збільшенні 400х рух часток вже легко помітний. Як це часто буває в науці, через багато років історики виявили, що ще в 1670 р. винахідник мікроскопа голландець Антоні Левенгук, мабуть, спостерігав аналогічне явище, але рідкість і недосконалість мікроскопів, зародковий стан молекулярного вчення в той час не привернули уваги до спостереження Левенгука. відкриття справедливо приписують Броуну, який уперше докладно його вивчив та описав.

Слайд 2

БРОУНІВСЬКИЙ РУХ

Ще влітку 1827 року Броун, займаючись вивченням поведінки квіткового пилку під мікроскопом, раптом виявив, що окремі суперечки роблять абсолютно хаотичні імпульсні рухи. Він точно визначив, що ці рухи ніяк не пов'язані ні з завихреннями і струмами води, ні з її випаровуванням, після чого, описавши характер руху частинок, чесно розписався у своєму безсиллі пояснити походження цього хаотичного руху. Однак, будучи прискіпливим експериментатором, Броун встановив, що подібний хаотичний рух властивий будь-яким мікроскопічним частинкам, чи то пилок рослин, суспензії мінералів або взагалі будь-яка подрібнена субстанція.

Слайд 3

Це тепловий рух найдрібніших частинок, зважених у рідині чи газі. Броунівські частки рухаються під впливом ударів молекул. Через хаотичність теплового руху молекул ці удари ніколи не врівноважують один одного. В результаті швидкість броунівської частки безладно змінюється за величиною та напрямом, а її траєкторія є складною зигзагоподібною лінією.

Слайд 4

СИЛИ ВЗАЄМОДІЇ

Якби між молекулами не існувало сил тяжіння, то всі тіла за будь-яких умов перебували б лише у газоподібному стані. Але одні сили тяжіння не можуть забезпечити існування стійких утворень з атомів та молекул. На дуже малих відстані між молекулами обов'язково діють сили відштовхування. Завдяки цьому молекули не проникають одна в одну і шматки речовини ніколи не стискаються до розмірів однієї молекули.

Слайд 5

Хоча в цілому молекули електрично нейтральні, проте між ними на малих відстанях діють значні електричні сили: відбувається взаємодія електронів і атомних ядер сусідніх молекул

Слайд 6

АГРЕГАТНІ СТАНУ РЕЧОВИНИ

Залежно від умов одна і та ж речовина може перебувати в різних агрегатних станах. Молекули речовини, що знаходиться в твердому, рідкому або газоподібному стані, не відрізняються один від одного. Агрегатний стан речовини визначається розташуванням, характером руху та взаємодії молекул.

Слайд 7

Слайд 8

БУДОВА ГАЗІВ

Газ розширюється, доки заповнить весь відведений йому обсяг. Якщо розглянути газ на молекулярному рівні, ми побачимо молекули, що безладно мечаються і зіштовхуються між собою і зі стінками судини, які, проте, практично не вступають у взаємодію один з одним. Якщо збільшити чи зменшити об'єм судини, молекули рівномірно перерозподіляться у новому обсязі

Слайд 9

1. Молекули не взаємодіють один з одним 2. Відстань між молекулами в десятки разів більша за розміри молекул 3. Гази легко стискаються 4. Великі швидкості руху молекул 5. Займають весь об'єм судини 6. Удари молекул створюють тиск газу

Слайд 10

БУДОВА РІДИН

Рідина при заданій температурі займає фіксований об'єм, проте і вона набуває форми судини, що заповнюється - але тільки нижче рівня її поверхні. На молекулярному рівні рідину найпростіше уявити у вигляді молекул-кульок, які хоч і перебувають у тісному контакті один з одним, проте мають свободу перекочуватися один щодо одного, подібно до круглих намистин у банку. Налийте рідину в посудину - і молекули швидко розтечуться і заповнять нижню частину обсягу судини, в результаті рідина набуде її форми, але не пошириться в повному обсязі судини.

Слайд 11

1. Є взаємодія між молекулами 2. Близьке розташування молекул 3. Молекули рухаються «перескоками» 4. Мала стисливість рідин 5. Не зберігають форму, але зберігають обсяг

1 слайд

Роботу виконала: Макарова Катерина, учениця 7 класу, ГОУ ЗОШ № 546 м. Москви Керівник: Казакова Ю.В., вчитель фізики

2 слайд

У 1827 році Броун, розглядаючи під мікроскопом виділені з клітин пилку північноамериканської рослини Clarkia pulchella зважені у воді цитоплазматичні зерна, несподівано виявив, що вони безперервно тремтять і пересуваються з місця на місце.

3 слайд

Мета роботи: поспостерігати та вивчити броунівський рух частинок, зважених у воді. Об'єкт дослідження: броунівський рух. Предмет дослідження: особливості спостереження та характер броунівського руху. Місце проведення роботи: Навчально-науковий радіофізичний центр МПГУ

4 слайд

Завдання дослідження: Вивчити історію відкриття броунівського руху. Вивчити значення відкриття броунівського руху у розвиток науки. З'ясувати вплив різних чинників характер броунівського руху. Провести експеримент зі спостереження броунівського руху. Методи дослідження: Вивчення літератури та матеріалів сайтів Інтернету на цю тему. Вивчення характеру броунівського руху з допомогою моделі. Спостереження броунівського руху.

5 слайд

У 1824 р. з'являється новий тип мікроскопа, який би збільшення у 500-1000 раз. Він дозволяв збільшити частинки, до розміру 0,1-1 мм. Але у своїй статті Броун спеціально підкреслює, що у нього були звичайні двоопуклі лінзи, значить він міг збільшувати об'єкти не більше, ніж у 500 разів, тобто частки збільшувалися до розміру всього 0 05-05 мм. Розмір пилкових клітин коливається від 2,5 мкм до 250 мкм Броунівські частки мають розмір близько 0,1–1 мкм. Мікроскопи 18 століття

6 слайд

Ще в 1670 році винахідник мікроскопа голландець Антоні Левенгук, можливо, спостерігав аналогічне явище, оскільки його мікроскоп давав збільшення до 300 разів, але зародковий стан молекулярного вчення на той час не привернули уваги до спостереження Левенгука. Антоні ван Левенгук (1632-1723)

7 слайд

Уривок з поеми Лукреція Кара «Про природу речей» Ось подивися: щоразу, коли сонячне світло проникає У наші житла і морок прорізає своїми променями, Безліч маленьких тіл у порожнечі, ти побачиш, мелькаючи, Мечуться взад і вперед у променистому сяйві світла

8 слайд

Низька температура (1 хв) Висока температура (1 хв) Порівняння характеру руху частки за допомогою моделі броунівського руху

9 слайд

Висновки: Броунівські частки рухаються під впливом безладних ударів молекул. Броунівський рух є хаотичним. По траєкторії частки можна будувати висновки про інтенсивності руху, що менше маса частки, тим інтенсивнішим стає рух. Інтенсивність броунівського руху прямо залежить від температури. Броунівський рух ніколи не припиняється.

10 слайд

Маріан Смолуховський (1872-1917) Вперше в 1904 дав суворе пояснення броунівського руху

11 слайд

Альберт Ейнштейн (1879-1955) У 1905 створив першу кількісну теорію броунівського руху. За допомогою статистичних методів він вивів формулу для середнього значення квадрата зміщення броунівської частки: де B - рухливість частки, яка обернено пропорційна в'язкості середовища і розміру частинки, t - час спостереження, Т - температура рідини.< r 2 >= 6kTBt

12 слайд

Жан Батіст Перрен (1870 – 1942) У 1906 році почав проводити досліди, що підтвердили теорію Ейнштейна. Підбиваючи підсумки 1912 року, він заявив: «Атомна теорія перемогла. Колись численні, її противники повалені і один за одним зрікаються своїх поглядів, які протягом такого довгого часу вважалися обґрунтованими і корисними». У 1926 р. Перрен отримав Нобелівську премію за роботу з «дискретної природи матерії»

13 слайд

Броунівський рух частинки гуммігуту у воді. Крапками відзначені послідовні положення частки через 30 с. Спостереження велися під мікроскопом зі збільшенням прибл. 3000. Розмір часток близько 1 мкм. Одна клітина відповідає відстані 34 мкм.

14 слайд

Мікроскоп NIKON Eclipse LV 100 Відеокамера Окуляр Предметний столик Об'єктив Монітор Гвинти для горизонтального переміщення предметного столика Гвинти для налаштування різкості

15 слайд

16 слайд

17 слайд

18 слайд

19 слайд

20 слайд

21 слайд

22 слайд

Висновки: 1. Броунівський рух міг випадково спостерігатися вченими до Броуна, але через недосконалість мікроскопів та відсутність уявлення про молекулярну будову речовин, він ніким не вивчався. Після Броуна він вивчався багатьма вченими, але дати йому пояснення ніхто не зміг. 2. Створення кількісної теорії броунівського руху Ейнштейном та її експериментальне підтвердження Перреном дозволило переконливо довести існування молекул та їх безперервного безладного руху. 3. Причини броунівського руху - тепловий рух молекул середовища і відсутність точної компенсації ударів, що зазнають часткою з боку навколишніх молекул. 4. На інтенсивність броунівського руху впливає розмір та маса броунівської частки, температура та в'язкість рідини. 5. Спостереження броунівського руху дуже складне завдання, оскільки треба: вміти користуватися мікроскопом, виключити вплив негативних зовнішніх факторів (вібрації, нахил столу), проводити спостереження швидко, доки рідина не випарувалася.

24 слайд

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/broun.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

Юлдашева Лоліта

Біографія Роберта Броуна, досвід із квітковим пилком, причини броунівського руху.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com


Підписи до слайдів:

Презентація з фізики «Броунівський рух» учениці 7 класу ДБОУ ЗОШ №1465 імені адмірала Н.Г. Кузнєцова Юлдашева Лоліти Вчитель фізики: Л.Ю. Круглова

Броунівський рух

Біографія Роберта Броуна (1773-1858) Британський (шотландський) ботанік кінця XVIII – першої половини XIX століття, морфолог та систематик рослин, першовідкривач «броунівського руху». Народився 21 грудня 1773 в Монтрозі в Шотландії, навчався в Абердіні, в Единбурзькому університеті в 1789-1795 вивчав медицину і ботаніку. В 1795 надійшов фенріхом (прапорщиком) і помічником хірурга в Північний полк шотландської міліції, з яким перебував в Ірландії. Тут він збирав місцеві рослини та зустрів ботаніка сера Джозефа Банкса. Старанні заняття природничими науками здобули йому дружбу Банкса, за рекомендацією якого він був призначений ботаніком в експедиції, відправленої в 1801 на кораблі «Інвестігейтор» (англ. Investigator) під начальством капітана Фліндерса для дослідження берегів Австралії. Разом з художником Фердинандом Бауером він відвідав деякі частини Австралії, потім Тасманію та острови Басової протоки. Найбільше його цікавили флора та фауна цих країн. У 1805 році Броун повернувся до Англії, привезши з собою близько 4 000 видів австралійських рослин, безліч птахів та мінералів для колекції Банксу; він витратив кілька років на розробку цього багатого матеріалу, якого ще ніхто ніколи не привозив із далеких країн. Описав рослини, привезені з Індонезії та Центральної Африки. Вивчав фізіологію рослин, вперше описав ядро ​​рослинної клітини. Петербурзька Академія наук зробила його своїм почесним членом. Але ім'я вченого зараз широко відоме зовсім не через ці роботи. Член Лондонського королівського товариства (з 1810). З 1810 по 1820 Роберт Броун завідував Ліннеєвської бібліотекою і великими колекціями свого покровителя Банкса, президента Лондонського королівського товариства. У 1820 році він став бібліотекарем та хранителем ботанічного відділення Британського музею, куди після смерті Банксу було передано колекції останнього.

Досвід Роберта Броуна Броун у тиші лондонського кабінету 1827 р. вивчав за допомогою мікроскопа здобуті екземпляри рослин. Черга дійшла до квіткового пилку, що є, по суті, дрібнодисперсними крупинками. Капнувши на покривне скельце крапельку води, Броун вніс туди кілька квіткових пилків. Подивившись у мікроскоп, Броун виявив, що у фокальній площині мікроскопа відбувається незрозуміле. Частинки пилку постійно переміщалися хаотичним чином, не дозволяючи досліднику розглянути їх. Броун вирішив розповісти про свої спостереження колегам. Опублікована Броуном стаття мала типову для того неквапливого часу назву: «Короткий звіт про мікроскопічні спостереження, проведені над частинками у червні та серпні 1827 р., що містяться в пилку рослин; та про існування активних молекул в органічних та неорганічних тілах».

Броунівський рух Спостереження Броуна підтвердили інші вчені. Найдрібніші частинки поводилися, як живі, причому «танець» частинок прискорювався з підвищенням температури та зі зменшенням розміру частинок і явно сповільнювався при заміні води більш в'язким середовищем. Це дивовижне явище ніколи не припинялося: його можна було спостерігати як завгодно довго. Спочатку Броун подумав навіть, що в поле мікроскопа справді потрапили живі істоти, тим більше, що пилок – це чоловічі статеві клітини рослин, проте так само вели частинки з мертвих рослин, навіть із засушених за сто років до цього у гербаріях.

Тоді Броун подумав, чи це не є «елементарні молекули живих істот», про які говорив знаменитий французький дослідник природи Жорж Бюффон (1707–1788), автор 36-томної Природної історії. Це припущення відпало, коли Броун почав досліджувати явно неживі об'єкти; спочатку це були дуже дрібні частинки вугілля, а також сажі та пилу лондонського повітря, потім тонко розтерті неорганічні речовини: скло, безліч різних мінералів. «Активні молекули» виявилися повсюди: «У кожному мінералі, – писав Броун, – який мені вдавалося подрібнити в пилюку до такої міри, щоб вона могла протягом якогось часу бути зваженою у воді, я знаходив, у більших чи менших кількостях, ці молекули».

Треба сказати, що Броун не мав якихось нових мікроскопів. У своїй статті він спеціально підкреслює, що у нього були звичайні двоопуклі лінзи, якими він користувався протягом декількох років. І далі пише: «У ході всього дослідження я продовжував використовувати ті ж лінзи, з якими почав роботу, щоб надати більше переконливості моїм твердженням і щоб зробити їх якомога доступнішими для звичайних спостережень».

Зараз, щоб повторити спостереження Броуна, достатньо мати не дуже сильний мікроскоп і розглянути з його допомогою дим у зачорненій коробочці, освітлений через боковий отвір променем інтенсивного світла. У газі явище проявляється значно яскравіше, ніж у рідині: видно маленькі клаптики попелу або сажі (залежно від джерела диму), що розсіюють світло, які безперервно скачуть туди і сюди. Якісно картина була цілком правдоподібною і навіть наочною. Приблизно так само повинні переміщатися маленька гілочка або жучок, яких штовхають (або тягнуть) у різні боки безліч мурах. Ці дрібніші частинки насправді були у лексиконі вчених, тільки їх ніхто ніколи не бачив. Звали їх молекулами; у перекладі з латинської це слово і означає "маленька маса".

Траєкторії руху броунівських частинок

Броунівські частки мають обсяг порядку 0,1–1 мкм, тобто. від однієї тисячної до однієї десятитисячної частки міліметра, тому Броуну і вдалося розглянути їхнє переміщення, що він розглядав крихітні цитоплазматичні зернятка, а не саму пилок (про що часто помилково пишуть). Справа в тому, що клітини пилку надто великі. Так, у пилку лучних трав, що переноситься вітром і викликає алергічні захворювання у людей (поліноз), розмір клітин зазвичай знаходиться в межах 20 – 50 мкм, тобто. вони надто великі для спостереження броунівського руху. Важливо також, що окремі пересування броунівської частки відбуваються дуже часто і дуже малі відстані, отже побачити їх неможливо, а під мікроскопом видно переміщення, які відбулися якийсь проміжок часу. Здавалося б, сам факт існування броунівського руху однозначно доводив молекулярну будову матерії, проте навіть на початку 20 ст. були вчені, і серед них – фізики та хіміки, які не вірили в існування молекул. Атомно-молекулярна теорія лише повільно і важко завойовувала визнання.

Броунівський рух та дифузія. Переміщення броунівських частинок зовні дуже нагадує переміщення окремих молекул внаслідок їхнього теплового руху. Таке переміщення називається дифузією. Ще до робіт Смолуховського та Ейнштейна було встановлено закони руху молекул у найпростішому випадку газоподібного стану речовини. Виявилося, що молекули в газах рухаються дуже швидко - зі швидкістю кулі, але далеко "полетіти" не можуть, оскільки дуже часто стикаються з іншими молекулами. Наприклад, молекули кисню та азоту у повітрі, рухаючись у середньому зі швидкістю приблизно 500 м/с, відчувають кожну секунду понад мільярд зіткнень. Тому шлях молекули, якби могли за ним простежити, був би складною ламаною лінією. Подібну траєкторію описують і броунівські частки, якщо фіксувати їх положення через певні проміжки часу. І дифузія, і броунівський рух є наслідком хаотичного теплового руху молекул і тому описуються схожими математичними залежностями. Відмінність полягає в тому, що молекули в газах рухаються прямою, поки не зіткнуться з іншими молекулами, після чого змінюють напрямок руху.

Броунівська ж частка ніяких «вільних польотів», на відміну молекули, не здійснює, а відчуває дуже часті дрібні і нерегулярні «тремтіння», у яких вона хаотично зміщується то одну, то інший бік. Як показали розрахунки, для частки розміром 0,1 мкм одне переміщення відбувається за три мільярдні частки секунди на відстань 0,5 нм (1 нм = м). За влучним висловом одного автора, це нагадує переміщення порожньої банки з-під пива на площі, де зібрався натовп людей. Дифузію спостерігати набагато простіше, ніж броунівський рух, оскільки для цього не потрібен мікроскоп: спостерігаються переміщення не окремих частинок, а величезної їхньої маси, потрібно лише забезпечити, щоб на дифузію не накладалася конвекція – перемішування речовини в результаті вихрових потоків (такі потоки легко помітити, крапну краплю забарвленого розчину, наприклад, чорнила, у склянку з гарячою водою).

Причини Броунівського руху. Броунівський рух відбувається через те, що всі рідини та гази складаються з атомів або молекул - найдрібніших частинок, які знаходяться в постійному хаотичному тепловому русі, і тому безперервно штовхають броунівську частинку з різних боків. Було встановлено, що великі частинки з розмірами більше 5 мкм у броунівському русі практично не беруть участь (вони нерухомі або седиментують), дрібніші частинки (менше 3 мкм) рухаються поступально вельми складними траєкторіями або обертаються. Коли в середу занурене велике тіло, то поштовхи, що відбуваються у величезній кількості, усереднюються та формують постійний тиск. Якщо велике тіло оточене середовищем з усіх боків, тиск практично врівноважується, залишається тільки підйомна сила Архімеда - таке тіло плавно спливає або тоне. Якщо ж тіло дрібне, як броунівська частка, то стають помітні флуктуації тиску, які створюють помітну силу, що випадково змінюється, що призводить до коливань частки. Броунівські частки зазвичай не тонуть і спливають, а перебувають у середовищі у зваженому стані.


Top