Ako pomiješate mastilo ili boju u vodu, a zatim ovu vodu pogledate pod mikroskopom, možete vidjeti brzo kretanje najsitnijih čestica čađi ili boje u različitim smjerovima. Šta izaziva takve pokrete?
Ko je otkrio i kada
Godine 1827., engleski biolog Robert Brown je posmatrao kroz mikroskop kap vode, koja je slučajno dobila malu količinu polena. Video je da i najmanje čestice polena plešu, haotično se krećući u tečnosti. Tako je otkriven Braunov pokret nazvan po ovom naučniku - kretanje najmanjih čestica rastvorenih u tečnosti ili gasu. Nakon što je posmatrao različite vrste polena u svojoj kolekciji, biolog je rastvorio minerale u prahu u vodi.
Kao rezultat toga, Brown je bio uvjeren da takvo haotično kretanje nije uzrokovano samom tekućinom i ne vanjskim utjecajima na tekućinu, već direktno unutrašnjim kretanjem najmanje čestice. Ova čestica, po analogiji sa posmatranim kretanjem, nazvana je "Brownova čestica".
Razvoj teorije, njeni sljedbenici
Kasnije su Braunovo otkriće potvrdili, proširili i precizirali, na osnovu molekularne kinetičke teorije, A. Einstein i M. Smoluchowski. A francuski fizičar Perin je dvadeset godina kasnije, zahvaljujući poboljšanju mikroskopa u procesu proučavanja slučajnog kretanja Brownove čestice, potvrdio postojanje pravih molekula. Posmatranje Brownovog kretanja omogućilo je Perinu da izračuna broj molekula u 1 molu bilo kojeg plina i izvede barometrijsku formulu.
Otkriće kretanja braunovske čestice poslužilo je kao dokaz postojanja mnogo manjih čestica, čak ni mikroskopom vidljivih - molekula tečnosti i bilo koje druge supstance. Molekuli su ti koji svojim stalnim kretanjem tjeraju čestice polena, čađi ili boje da se kreću.
Definicija i veličina
Ako pogledate čestice trupa suspendovane u vodi kroz mikroskop, primijetit ćete da se zrna različitih veličina ponašaju različito. Relativno voluminozne čestice, koje doživljavaju isti broj udaraca sa svih strana tokom određenog vremenskog perioda, ne počinju da se kreću. A male čestice za isti vremenski interval primaju jednostrane nekompenzirane udare, guraju ih u stranu i kreću se.
Koja je veličina Brownove čestice izložene molekulima? Empirijski je dokazano da citoplazmatska polenova zrna nisu veća od 3 mikrometra (µm), ili 10-6 metara, ili 10-3milimetar. Veće čestice ne postaju učesnici stalnog kretanja koje je otkrio Brown.
Pa, hajde da odgovorimo na pitanje "šta je Braunova čestica". To su najmanja zrna supstance veličine ne veće od 3 mikrona, koja su suspendovana u tečnosti ili gasu, čineći konstantno haotično kretanje pod uticajem molekula sredine u kojoj se nalaze.
Teorija molekularne kinetike
Brownovsko kretanje ne prestaje, ne usporava se u vremenu. Ovo objašnjava koncept molekularne kinetičke teorije, koja kaže da su molekuli bilo koje supstance u stalnom toplotnom kretanju. Sa povećanjem temperature medijuma, brzina kretanja molekula se povećava, pa se shodno tome ubrzava i Brownova čestica, koja je podvrgnuta molekularnim udarima.
Pored temperature materije, brzina Brownovog kretanja zavisi i od viskoznosti medija i veličine suspendovane čestice. Kretanje će dostići svoju maksimalnu brzinu kada je temperatura supstance koja okružuje česticu visoka, sama supstanca neće biti viskozna, a čestice prašine će biti najmanje.
Molekuli tvari u kojima se nalaze najmanje čestice, nasumično se sudaraju, primjenjuju rezultantnu silu (proizvode potisak), uzrokujući promjenu smjera kretanja polena. Ali takve fluktuacije su vrlo kratke u vremenu i gotovo odmah se mijenja smjer primijenjene sile, što dovodi do promjene smjera kretanja.
Najjednostavniji i najjasniji primjer koji vam omogućava da shvatite šta je Brownova čestica je kretanje čestica prašine, vidljivih u kosom sunčevom zraku. Za 99-55 godina. BC e. starorimski pesnik Lukrecije je tačno objasnio uzrok nestalnog kretanja u filozofskoj pesmi "O prirodi stvari".
Pogledajte ovdje: kad god sunčeva svjetlost prođe
U naše nastambe i tama se probija svojim zrakama, Mnoga mala tijela u praznini, vidjet ćete, trepere, Juri naprijed-nazad u blistavom sjaju svjetlosti.
Možete li iz ovoga shvatiti kako neumorno
Počeci stvari u ogromnoj praznini su nemirni.
Dakle o velikim stvarima pomozite da shvatite
Male stvari, ocrtavaju put za njihovo razumijevanje.
Osim toga, jer morate obratiti pažnju
Previranju u tijelima koja trepere na sunčevoj svjetlosti
Šta znaš iz toga o važnosti i kretanju, Šta se u njemu dešava tajno i skriveno od pogleda.
Tamo ćete vidjeti koliko se čestica prašine mijenja
Put od skrivenih šokova i let nazad, Zauvijek trčanje naprijed-nazad u svim smjerovima.
Mnogo pre pojave moderne tehnologije uvećanja, Lukrecije je, posmatrajući analogno kretanje koje je video Braun, došao do zaključka da postoje najmanje čestice materije. Brown je to potvrdio dolaskom do jednog od najvažnijih naučnih otkrića.
