Browna ruchy
 
Encyklopedia PWN
Browna ruchy,
nieuporządkowane ruchy cząstek ciała stałego zawieszonych w cieczy lub gazie, wynikające ze zderzeń tych cząstek z molekułami (cząsteczkami) otaczającego ośrodka.
Bardzo małe cząstki poruszają się w zawiesinie ruchem nieregularnym, po zawikłanych torach. Cząstki poruszają się niezależnie od siebie, ich ruch nie słabnie w czasie, staje się zaś bardziej intensywny, gdy temperatura ośrodka wzrasta. Pierwsze teoret. wyjaśnienie r.B. podali A. Einstein (1905) i, niezależnie, M. Smoluchowski (1906). Teoria ta, poparta późniejszymi wynikami doświadczalnymi (m.in. pomiar liczby Avogadra i stałej Boltzmanna), stanowiła ważny argument na rzecz teorii ciepła interpretowanego jako ruch cząsteczek. Przyczyną r.B. jest ruch cieplny molekuł ośrodka i niedokładna kompensacja uderzeń zadawanych cząstce przez otaczające ją molekuły. Wskutek uderzeń molekuł cząstka wykonuje nieuporządkowane ruchy z prędkością szybko zmieniającą się co do wartości i kierunku, przy czym przedmiotem pomiarów jest, na skutek wielkiej częst. uderzeń (rzędu 1020 na sekundę), odpowiednie uśrednione przemieszczenie. Z teorii Einsteina i Smoluchowskiego wynika m.in., że dla dostatecznie długiego czasu średnie przemieszczenie (z uwzględnieniem kierunku i zwrotu) obserwowanej cząstki wynosi zero, natomiast średni kwadrat rzutów przemieszczenia na dowolną oś jest proporcjonalny do czasu. Matematyczny opis r.B. był jednym z elementów, które przyczyniły się do powstania teorii procesów stochastycznych. Ścisłe mat. sformułowanie modelu r.B. doprowadziło do powstania teorii procesów dyfuzyjnych. R.B. są najstarszym i najbardziej znanym przykładem procesu Markowa w fizyce. Teoria r.B. pozwala też wyjaśnić statystyczny charakter II zasady termodynamiki. R.B. są zjawiskiem bardzo powszechnym np. w obwodach elektrycznych ruchy termiczne elektronów w przewodnikach powodują fluktuacje prądu elektrycznego oraz powstawanie różnic potencjału między różnymi częściami obwodu; fluktuacje takie, odpowiednio wzmocnione, można usłyszeć jako tzw. szum termiczny. R.B. 1827 odkrył botanik bryt. R. Brown — podczas obserwacji zawiesiny pyłków roślinnych w wodzie, natomiast w gazach, jako pierwszy, 1881 obserwował i opisał pol. fizyk Ł. Bodaszewski.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia