布朗運(yùn)動(dòng)的物理意義是什么
布朗運(yùn)動(dòng)是微小粒子表現(xiàn)出的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，對(duì)于液體中各種不同的懸浮微粒，都可以觀察到布朗運(yùn)動(dòng)。下面和小編一起來(lái)看布朗運(yùn)動(dòng)的物理意義是什么，希望有所幫助！
布朗運(yùn)動(dòng)的物理意義
被分子撞擊的懸浮微粒做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)是將看起來(lái)連成一片的液體，在高倍顯微鏡下看其實(shí)是由許許多多分子組成的。液體分子不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，不斷地隨機(jī)撞擊懸浮微粒。當(dāng)懸浮的微粒足夠小的時(shí)候，由于受到的來(lái)自各個(gè)方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，微粒在另一個(gè)方向受到的撞擊作用超強(qiáng)的時(shí)候，致使微粒又向其它方向運(yùn)動(dòng)，這樣就引起了微粒的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即布朗運(yùn)動(dòng)。
例如，在顯微鏡下觀察懸浮在水中的藤黃粉、花粉微粒，或在無(wú)風(fēng)情形觀察空氣中的煙粒、塵埃時(shí)都會(huì)看到這種運(yùn)動(dòng)。溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈。它是1827年植物學(xué)家R.布朗最先用顯微鏡觀察懸浮在水中花粉的運(yùn)動(dòng)而發(fā)現(xiàn)的。作布朗運(yùn)動(dòng)的粒子非常微小，直徑約1~10微米，在周?chē)后w或氣體分子的碰撞下，產(chǎn)生一種漲落不定的凈作用力，導(dǎo)致微粒的布朗運(yùn)動(dòng)。如果布朗粒子相互碰撞的機(jī)會(huì)很少，可以看成是巨大分子組成的理想氣體，則在重力場(chǎng)中達(dá)到熱平衡后，其數(shù)密度按高度的分布應(yīng)遵循玻耳茲曼分布(麥克斯韋-玻爾茲曼分布)。J.B.佩蘭的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)，并由此相當(dāng)精確地測(cè)定了阿伏伽德羅常量及一系列與微粒有關(guān)的數(shù)據(jù)。1905年A.愛(ài)因斯坦根據(jù)擴(kuò)散方程建立了布朗運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)理論。布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)研究和理論分析間接地證實(shí)了分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)于氣體動(dòng)理論的建立以及確認(rèn)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的原子性具有重要意義，并且推動(dòng)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)特別是漲落理論的發(fā)展。由于布朗運(yùn)動(dòng)代表一種隨機(jī)漲落現(xiàn)象，它的理論對(duì)于儀表測(cè)量精度限制的研究以及高倍放大電訊電路中背景噪聲的研究等有廣泛應(yīng)用。
這是1826年英國(guó)植物學(xué)家布朗(1773-1858)用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)把懸浮微粒的這種運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。不只是花粉和小炭粒，對(duì)于液體中各種不同的懸浮微粒，都可以觀察到布朗運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)可在氣體和液體中進(jìn)行。
布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
無(wú)規(guī)則
每個(gè)液體分子對(duì)小顆粒撞擊時(shí)給顆粒一定的瞬時(shí)沖力，由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，每一瞬間，每個(gè)分子撞擊時(shí)對(duì)小顆粒的沖力大小、方向都不相同，合力大小、方向隨時(shí)改變，因而布朗運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則的。
永不停歇
因?yàn)橐后w分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的，所以液體分子對(duì)固體微粒的撞擊也是永不停息的。
顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
顆粒越小，顆粒的表面積越小，同一瞬間，撞擊顆粒的液體分子數(shù)越少，據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，少量分子同時(shí)作用于小顆粒時(shí)，它們的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬間撞擊的分子數(shù)越少，其合力越不平衡，又顆粒越小，其質(zhì)量越小，因而顆粒的加速度越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，故顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。
溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
溫度越高，液體分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子撞擊顆粒時(shí)對(duì)顆粒的.撞擊力越大，因而同一瞬間來(lái)自各個(gè)不同方向的液體分子對(duì)顆粒撞擊力越大，小顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)娇�，故溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。
肉眼看不見(jiàn)
做布朗運(yùn)動(dòng)的固體顆粒很小，肉眼是看不見(jiàn)的，必須在顯微鏡才能看到。
布朗運(yùn)動(dòng)間接反映并證明了分子熱運(yùn)動(dòng)。
布朗運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生原因
1827年，蘇格蘭植物學(xué)家羅伯特·布朗發(fā)現(xiàn)水中的花粉及其它懸浮的微小顆粒不停地作不規(guī)則的曲線運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng)。人們長(zhǎng)期都不知道其中的原理。50年后，J·德耳索提出這些微小顆粒是受到周?chē)肿拥牟黄胶獾呐鲎捕鴮?dǎo)致的運(yùn)動(dòng)。后來(lái)得到愛(ài)因斯坦的研究的證明。布朗運(yùn)動(dòng)也就成為分子運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。
懸浮在液體或氣體中的微粒(線度~10-3mm)表現(xiàn)出的永不停止的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，如墨汁稀釋后碳粒在水中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，藤黃顆粒在水中的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)……而且溫度越高，微粒的布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。布朗運(yùn)動(dòng)代表了一種隨機(jī)漲落現(xiàn)象。
布朗運(yùn)動(dòng)是大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)懸浮的固體微粒各個(gè)方向撞擊作用的不均衡性造成的，所以布朗運(yùn)動(dòng)是大量液體分子集體行為的結(jié)果。
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