Пікірлер

Броундық қозғалысқа кіріспе

Броундық қозғалысқа кіріспе

Брауналық қозғалыс дегеніміз - сұйықтықтағы бөлшектердің басқа атомдармен немесе молекулалармен соқтығысуы салдарынан кездейсоқ қозғалысы. Браундық қозғалыс та белгілі педезі, гректің «секіру» деген сөзінен шыққан. Айналадағы ортадағы атомдар мен молекулалардың мөлшерімен салыстырғанда бөлшек үлкен болуы мүмкін, бірақ оны көптеген ұсақ, тез қозғалатын массалар әсерінен қозғауға болады. Броундық қозғалысты көптеген микроскопиялық кездейсоқ әсерлердің әсерінен болатын бөлшектің макроскопиялық (көрінетін) суреті деп санауға болады.

Броундық қозғалыс өзінің атауын шотландық ботаник Роберт Брауннан алады, ол тозаң дәндерінің суда кездейсоқ жүріп жатқанын байқады. Ол қозғалысты 1827 жылы сипаттады, бірақ түсіндіре алмады. Педиез оның атын Брауннан алғанмен, ол оны бірінші рет айтқан емес. Рим ақыны Лукретий 60 жылдағы шаң бөлшектерінің қозғалысын ол атомдардың дәлелі ретінде қолданған.

Альберт Эйнштейн тозаңның сұйықтағы су молекулалары қозғалатынын түсіндіретін қағазды жариялаған кезде 1905 жылға дейін көлік құбылысы түсініксіз болды. Лукретиус сияқты Эйнштейннің түсіндірмесі атомдар мен молекулалардың бар екендігінің жанама дәлелі болды. ХХ ғасырдың басында мұндай ұсақ бөлшектердің болуы тек теория болды. 1908 жылы Жан Перрин Эйнштейннің гипотезасын тәжірибе жүзінде дәлелдеді, ол Перринді 1926 жылғы физика саласындағы Нобель сыйлығына «материяның үзіліссіз құрылымындағы жұмысы үшін» алды.

Браун қозғалысының математикалық сипаттамасы - бұл физика мен химияда ғана емес, басқа статистикалық құбылыстарды сипаттауда маңызды ықтималдықтың қарапайым есебі. Броундық қозғалыс үшін математикалық модельді ұсынған алғашқы адам 1880 жылы жарияланған ең аз квадраттар әдісі туралы қағазда Торвальд Н.Тиеле болды. Заманауи модель - бұл функцияны сипаттаған Норберт Винердің құрметіне аталған Wiener процесі. үздіксіз уақытты стохастикалық процесс. Браундық қозғалыс Гаусс процесі және үздіксіз уақыт аралығында жүретін үздіксіз жолмен Марков процесі деп саналады.

Браундық қозғалыс дегеніміз не?

Сұйық пен газдағы атомдар мен молекулалардың қозғалысы кездейсоқ болғандықтан, уақыт өте келе үлкен бөлшектер ортаға біркелкі таралады. Егер материяның іргелес екі аймағы және А аймағы В аймағынан екі есе көп бөлшектер болса, бөлшектердің А аймағын В аймағына ену мүмкіндігі екі есе көп, егер бөлшек А аймағына А аумағын тастап кетсе. Диффузия, бөлшектердің жоғары концентрациядан төмен аймаққа жылжуын Браун қозғалысының макроскопиялық мысалы деп санауға болады.

Сұйықтықтағы бөлшектердің қозғалысына әсер ететін кез-келген фактор броундық қозғалыс жылдамдығына әсер етеді. Мысалы, температураның жоғарылауы, бөлшектердің көбеюі, ұсақ бөлшектердің мөлшері және төмен тұтқырлық қозғалыс жылдамдығын арттырады.

Броундық қозғалыс мысалдары

Браун қозғалысының көптеген мысалдары үлкен ағымдардың әсерінен болатын көлік процестері болып табылады, сонымен бірге педиезді көрсетеді.

Мысалдарға мыналар кіреді:

  • Тозаң дәндерінің қимылсыз суға ауысуы
  • Бөлмедегі шаң қозғалысының қозғалысы (көбінесе ауа ағындары әсер етеді)
  • Ауадағы ластаушы заттардың диффузиясы
  • Кальцийдің сүйектер арқылы диффузиясы
  • Жартылай өткізгіштердегі электр зарядының «тесіктерінің» қозғалысы

Браундық қимылдың маңызы

Броундық қозғалысты анықтау мен сипаттаудың алғашқы маңыздылығы оның қазіргі атом теориясын қолдауы болды.

Бүгінгі таңда броундық қозғалысты сипаттайтын математикалық модельдер математика, экономика, инженерия, физика, биология, химия және басқа да көптеген пәндерде қолданылады.

Браундық қозғалыс версиясы

Броундық қозғалыс пен басқа эффекттерге байланысты қозғалыс арасындағы айырмашылықты табу қиын болуы мүмкін. Мысалы, биологияда, бақылаушы үлгінің қозғалмалы болғандығын (оның өздігінен қозғалуы мүмкін, мүмкін цилиа немесе флагеланың әсерінен) немесе броундық қозғалысқа ұшырағандықтан, қозғалатынын білуі керек. Әдетте процестерді бір-бірінен ажыратуға болады, өйткені броундық қозғалыс қатты, кездейсоқ немесе діріл сияқты көрінеді. Шынайы моторика көбінесе жол ретінде пайда болады, әйтпесе қозғалыс белгілі бір бағытта бұралып немесе бұрылады. Микробиологияда, егер жартылай ортада егілген үлгі қатерлі сызықтан алыстап кетсе, моториканы растауға болады.

Дерек көзі

«Жан Батист Перрин - фактілер». NobelPrize.org, Nobel Media AB 2019, 6 шілде, 2019 жыл.


Video, Sitemap-Video, Sitemap-Videos