Mürekkebi veya boyayı suyla karıştırırsanız ve sonra bu suya mikroskop altında bakarsanız, en küçük kurum veya boya parçacıklarının farklı yönlerde hızlı hareketini görebilirsiniz. Bu tür hareketleri tetikleyen nedir?
Kim ve ne zaman keşfetti
1827'de İngiliz biyolog Robert Brown, mikroskopla yanlışlıkla az miktarda polen bulaşan bir su damlasını gözlemledi. En küçük polen parçacıklarının dans ettiğini, sıvı içinde düzensizce hareket ettiğini gördü. Böylece, bu bilim adamının adını taşıyan Brownian hareketi keşfedildi - bir sıvı veya gaz içinde çözülmüş en küçük parçacıkların hareketi. Biyolog, koleksiyonundaki farklı polen türlerini gözlemledikten sonra toz halindeki mineralleri suda çözdü.
Sonuç olarak Brown, bu tür kaotik hareketin sıvının kendisinden veya sıvı üzerindeki dış etkilerden değil, doğrudan en küçük parçacığın iç hareketinden kaynaklandığına ikna oldu. Bu parçacık, gözlemlenen harekete benzetilerek "Brown parçacığı" olarak adlandırıldı.
Teorinin gelişimi, takipçileri
Daha sonra, Brown'ın keşfi A. Einstein ve M. Smoluchowski tarafından moleküler kinetik teoriye dayalı olarak doğrulandı, genişletildi ve belirtildi. Ve Fransız fizikçi Perrin, yirmi yıl sonra, bir Brown parçacığının rastgele hareketini inceleme sürecinde mikroskopların gelişmesi sayesinde, uygun moleküllerin varlığını doğruladı. Brownian hareketinin gözlemlenmesi, Perrin'in herhangi bir gazın 1 molündeki molekül sayısını hesaplamasına ve barometrik formülü türetmesine izin verdi.
Bir Brownian parçacığının hareketinin keşfi, mikroskopta bile görülemeyen çok daha küçük parçacıkların varlığının kanıtı olarak hizmet etti - bir sıvının molekülleri ve başka herhangi bir madde. Sürekli hareketleriyle polen, kurum veya boya parçacıklarını hareket etmeye zorlayan moleküllerdir.
Tanım ve boyut
Suda asılı duran karkas parçacıklarına mikroskopla bakarsanız, farklı büyüklükteki tanelerin farklı davrandığını fark edeceksiniz. Belirli bir süre boyunca her taraftan aynı sayıda şok yaşayan nispeten hacimli parçacıklar hareket etmeye başlamaz. Ve aynı zaman aralığındaki küçük parçacıklar, tek taraflı telafi edilmemiş darbeler alarak onları yana iter ve hareket eder.
Moleküllere maruz kalan bir Brown parçacığının boyutu nedir? Sitoplazmik polen tanelerinin 3 mikrometreden (µm) veya 10-6 metreden veya 10-3 metreden büyük olmadığı ampirik olarak kanıtlanmıştır.milimetre. Daha büyük parçacıklar, Brown tarafından keşfedilen sürekli harekete katılmazlar.
Öyleyse, "Brown parçacığı nedir" sorusuna cevap verelim. Bunlar, bir sıvı veya gaz içinde süspanse edilen, bulundukları ortamın moleküllerinin etkisi altında sürekli kaotik hareket yapan, boyutu 3 mikrondan fazla olmayan bir maddenin en küçük taneleridir.
Moleküler Kinetik Teori
Brown hareketi durmaz, zamanda yavaşlamaz. Bu, herhangi bir maddenin moleküllerinin sürekli termal hareket halinde olduğunu söyleyen moleküler kinetik teori kavramını açıklar. Ortamın sıcaklığının artmasıyla moleküllerin hareket hızı artar ve buna bağlı olarak moleküler darbelere maruz kalan Brownian parçacığı da hızlanır.
Maddenin sıcaklığına ek olarak, Brown hareketinin hızı ortamın viskozitesine ve asılı parçacığın boyutuna da bağlıdır. Parçacığı çevreleyen maddenin sıcaklığı yüksek olduğunda hareket maksimum hızına ulaşacak, maddenin kendisi viskoz olmayacak ve toz parçacıkları en küçük olacaktır.
En küçük parçacıkların bulunduğu bir maddenin molekülleri, rastgele çarpışır, ortaya çıkan bir kuvvet uygular (itme üretir), polen hareketinin yönünde bir değişikliğe neden olur. Ancak bu tür dalgalanmalar zaman açısından çok kısadır ve uygulanan kuvvetin yönü hemen hemen değişir, bu da hareket yönünde bir değişikliğe yol açar.
Brown parçacığının ne olduğunu anlamanızı sağlayan en basit ve net örnek, eğik bir güneş ışını içinde görülebilen toz parçacıklarının hareketidir. 99-55 yıl içinde. M. Ö e. antik Roma şairi Lucretius, "Şeylerin Doğası Üzerine" felsefi şiirinde düzensiz hareketin nedenini doğru bir şekilde açıkladı.
Buraya bakın: ne zaman güneş ışığı gelirse
Konutlarımıza ve ışıklarıyla karanlık yarılır, Boşluktaki birçok küçük cisim, göreceksin, titrek, Parlak bir ışık parıltısında ileri geri koşmak.
Bundan ne kadar yorulmadan anlıyor musun
Geniş boşlukta her şeyin başlangıcı huzursuzdur.
Yani harika şeyler anlamanıza yardımcı olur
Küçük şeyler, anlamalarının yolunu çiziyor.
Üstelik, çünkü dikkat etmen gerek
Güneş ışığında titreyen bedenlerdeki kargaşaya
Madde ve hareket hakkında ne biliyorsun, İçinde gizlice ve görünmez olan şey.
Çünkü orada kaç tane toz parçacığının değiştiğini göreceksin
Gizli şoklardan kurtulmanın yolu ve tekrar uçmak, Sonsuza kadar her yöne koşarak.
Modern büyütme teknolojisinin ortaya çıkmasından çok önce, Lucretius, Brown tarafından görülen hareketin bir benzerini gözlemleyerek, maddenin en küçük parçacıklarının var olduğu sonucuna vardı. Brown, en önemli bilimsel keşiflerden birini yaparak bunu doğruladı.
