粒子的布朗运动(什么力量使粒子做布朗运动?)

网友提问:

什么力量使粒子做布朗运动?

优质回答:

影响液体内分子做布朗运动的因素有很多,如黑暗中液体内的分子布朗运动比光照环境中的要慢些,说明光照能影响分子的布朗运动。可能各种辐射对液体的作用后,产生布朗运动的效果是不同的,是根据对液体施加能量大小决定的。按理论分析声波也能影响分子的布朗运动,对液体的不同方位施加不同的能量,布朗运动的线流轨迹有所不同等。

其他网友回答

您好,要说明这个问题,先不用看物理公式,而是看这个问题从提出到解决的历史:

1826年英国人布朗在他的显微镜下发现,悬浮于水中的花粉似乎做着一种奇怪的运动。开始布朗以为花粉是有生命的,所以在水中“游动”。于是他把水换成酒精、把花粉晒干、甚至把花粉换成无机颗粒,却还是观察到了这种运动——布朗运动。

(花粉运动的轨迹;来源:wiki百科)

当时,人们无法解释这种诡异的现象。只知道布朗运动有三个特点:1.无规则。2.永不止息。3.温度越高运动越剧烈。

其实布朗运动被发现的时候,道尔顿早已提出了原子论,阿伏伽德罗也提出了分子学说,只是原子论和分子学说并不为人们广泛接受。直到50年后,才有人突然想到,会不会是水中的水分子对花粉的碰撞导致了这种运动呢?

分子的无规则热运动,恰好符合布朗运动的全部特点,可惜,这个人也只是从概念上描述了这回事,并没有给出任何物理和数学上的证明。

1905年,26岁的爱因斯坦发表了五篇论文,其中一篇题目是《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》,翻译成人话,就是“论分子运动导致的布朗运动”。

在该论文中,爱因斯坦认为,确实是水分子对花粉的无规则碰撞导致了布朗运动。

(黄色的花粉在黑色的水分子随机碰撞下做布朗运动;来源:wiki百科)

看上面这个图,其实任何人都能把布朗运动的过程想明白,就是某一时刻,水分子撞这边多些,撞那边少些,于是花粉就运动了。但是爱因斯坦更进一步地用数学和统计物理的方法给出过程精确的证明,精确到什么程度,根据爱因斯坦的公式,只要测量花粉的扩散系数和环境温度,就能推导出1克水中到底有多少水分子。1926年,运用该公式测出阿伏伽德罗常数的佩兰获得了诺贝尔奖。

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