Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 4. Основы молекулярно-кинетической теории строения вещества

Движение молекул

Броуновское движение

3. Одним из самых очевидных доказательств того, что молекулы движутся, является броуновское движение. Английский ботаник Роберт Броун (1773—1858) в 1827 г., наблюдая в микроскоп взвешенные в воде частички цветочной пыльцы, заметил, что эти частички совершают беспорядочное движение, описывая при этом сложные зигзагообразные траектории. На рисунке 60 точками отмечены положения частиц через равные промежутки времени и соединены прямыми линиями. Движение частиц не прекращалось, сколько бы времени ни велось наблюдение.

Подобное движение можно наблюдать, если растереть тушь или краску до мелких крупинок размером примерно 10^-6 м и размешать краску в воде. Рассматривая полученную смесь в микроскоп, можно заметить, что крупинки краски непрерывно движутся. В солнечный день можно наблюдать в комнате в солнечном луче беспорядочное движение пылинок, взвешенных в воздухе. Все приведённые примеры — это примеры броуновского движения.

Броуновское движение — хаотическое движение мелких частиц твёрдого вещества, взвешенных в жидкости или газе.

Броуновское движение не могли объяснить в течение 80 лет. Сам Броун даже предположил вначале, что частицы пыльцы движутся потому, что они живые. Однако движение не прекратилось и после кипячения взвеси в воде. Пытались объяснить движение частиц тем, что в сосуде происходит химическая реакция, что жидкость неравномерно нагревается под действием света и т. д. Но все эти гипотезы оказывались несостоятельными и отвергались после тщательных экспериментов.

Теория броуновского движения

4. Теория броуновского движения была построена в 1905—1906 гг. немецким учёным Эйнштейном и польским учёным Марианом Смолуховским (1872—1917), подтверждена экспериментально в 1908 г. французским учёным Жаном Перреном (1870—1942).

Альберт Эйнштейн (1879—1955) — выдающийся немецкий физик-теоретик, один из создателей современной физики. Известен своими работами в области специальной и общей теории относительности, квантовой теории, статистической физики. Создал специльную и общую теорию относительности, изменив коренным образом представления о пространстве и времени; открыл закон взаимосвязи массы и энергии; теоретически открыл фотон и, исходя из квантовой природы излучения, объяснил такое явление, как фотоэффект; развил статистическую теорию броуновского движения.

Изучение броуновского движения позволило сделать следующие выводы.

1. Причиной броуновского движения частиц является движение молекул среды, в которой эти частицы находятся.

В каждый момент времени с броуновской частицей сталкиваются молекулы. Число молекул, ударяющихся о частицу с разных сторон, неодинаково, различны значения и направления их скоростей, следовательно, импульсы, передаваемые частице с разных сторон, не компенсируют друг друга и на частицу действует сила, неравная нулю. Частица движется в направлении равнодействующей силы. В следующий момент времени направление равнодействующей силы меняется, что заставляет частицу двигаться в другую сторону.

<<< К началу      Окончание >>>