Движение броуновских частиц

Броуновское движение

1827 г. Р. Броун

Энергия Движение броуновских частиц - student2.ru , приходящаяся на три поступательные степени свободы частицы, приводит к движению ее центра масс, которое и наблюдается под микроскопом в виде дрожания.

Случайные блуждания

Движение броуновских частиц - student2.ru , где Движение броуновских частиц - student2.ru - смещение.

Движение броуновских частиц - student2.ru .

Но Движение броуновских частиц - student2.ru , и Движение броуновских частиц - student2.ru - средний квадрат удаления зависит от времени линейно.

Пятно из броуновских частиц расползается.

Движение броуновских частиц

Уравнение движения частицы

Движение броуновских частиц - student2.ru .

Умножим на x

Движение броуновских частиц - student2.ru

Т.к. Движение броуновских частиц - student2.ru и Движение броуновских частиц - student2.ru ,

Движение броуновских частиц - student2.ru .

Усредним по ансамблю.

Среднее от производной по времени равно производной от средней величины

Движение броуновских частиц - student2.ru

Отклонение частицы в любом направлении равновероятно, т.е.

Движение броуновских частиц - student2.ru .

Т.е. Движение броуновских частиц - student2.ru .

Таким образом, учитывая Движение броуновских частиц - student2.ru , Движение броуновских частиц - student2.ru , получим

Движение броуновских частиц - student2.ru ,

где Движение броуновских частиц - student2.ru можно найти из формулы Стокса, т.е. экспериментально.

И так

Движение броуновских частиц - student2.ru

Все величины известны

В 1908 г. Ж.Б. Перрен подтвердил экспериментально эти зависимости.

Известно, что Движение броуновских частиц - student2.ru , где Движение броуновских частиц - student2.ru - вязкость жидкости, Движение броуновских частиц - student2.ru - радиус шарообразной частицы.

Тяжелые частицы дрожат менее интенсивно, однако пятна из легких и тяжелых частиц расползаются с одной скоростью.

«Много движений и никаких достижений»

Наши рекомендации