Теория:
Броуновское движение — беспорядочное движение микроскопических видимых, плавающих в жидкости или газе частиц твёрдого вещества, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа.
Обрати внимание!
Броуновское движение никогда не прекращается.
Броуновское движение является следствием и свидетельством существования теплового движения.
Рис. \(1\). Траектория
беспорядочного движения
В \(1827\) году ботаник Роберт Броун наблюдал в микроскоп плавающие в воде частички цветочной пыльцы и обнаружил, что частицы пыльцы оживлённо и беспорядочно двигались, то вращаясь, то перемещаясь с места на место. Впоследствии оказалось, что подобное сложное зигзагообразное движение характерно для любых частиц малых размеров (\(1 \) мкм), взвешенных в газе или жидкости. Причина броуновского движения долго оставалась неясной. Лишь через \(80\) лет после обнаружения этого эффекта ему было дано объяснение.
Хаотическое движение инородных частиц в жидкости объясняется неравномерными столкновениями постоянно движущихся молекул воды с данными частицами — частица полетит туда, куда её направит наибольший импульс столкновения.
Рис. \(2\). Хаотическое движение
Так как молекулы движутся хаотически, то броуновские частицы получают толчки с разных сторон, поэтому и совершают движение столь причудливой формы.
На анимации (рис. \(2\)) голубой круг обозначает частицу пыльцы, движение которой изучал Броун. Жёлтые точки — движущиеся молекулы воды. Одна молекула не может сдвинуть частицу. Множество молекул случайным образом сталкиваются с частицей с одной стороны. Импульс нескольких молекул воды отбрасывает частицу пыльцы. Через некоторое время такое явление повторяется в другом направлении.
Обрати внимание!
При повышении температуры скорость хаотического движения молекул возрастает, что приводит к увеличению объема вещества.
Поэтому хаотическое движение молекул называют тепловым движением.
Пример:
Помещая надутый резиновый шарик в морозильник, можно заметить, что при низкой температуре он становится меньше. При понижении температуры частицы двигаются медленнее, что приводит к уменьшению объема шарика. После возвращения к комнатной температуре шарик снова надувается, так как повышается скорость движения частиц воздуха.
Источники:
Рис. 1. Траектория беспорядочного движения. © ЯКласс.
Рис. 2. Хаотическое движение. © ЯКласс.