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  • 1 # 德體智省正

    懸浮微粒不停地做無規則運動的現象叫做布朗運動

    例如,在顯微鏡下觀察懸浮在水中的藤黃粉、花粉微粒,或在無風情形觀察空氣中的煙粒、塵埃時都會看到這種運動。溫度越高,運動越激烈。它是1827年植物學家R.布朗首先發現的。作布朗運動的粒子非常微小,直徑約1~10奈米, 在周圍液體或氣體分子的碰撞下,產生一種漲落不定的淨作用力,導致微粒的布朗運動。如果布朗粒子相互碰撞的機會很少,可以看成是巨大分子組成的理想氣體,則在重力場中達到熱平衡後,其數密度按高度的分佈應遵循玻耳茲曼分佈。J.B.佩蘭的實驗證實了這一點,並由此相當精確地測定了阿伏伽德羅常量及一系列與微粒有關的資料。1905年A.愛因斯坦根據擴散方程建立了布朗運動的統計理論。布朗運動的發現、實驗研究和理論分析間接地證實了分子的無規則熱運動,對於氣體動理論的建立以及確認物質結構的原子性具有重要意義,並且推動統計物理學特別是漲落理論的發展。由於布朗運動代表一種隨機漲落現象,它的理論對於儀表測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用。

    這是1826年英國植物學家布朗(1773-1858)用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時發現的。後來把懸浮微粒的這種運動叫做布朗運動。不只是花粉和小炭粒,對於液體中各種不同的懸浮微粒,都可以觀察到布朗運動[1]。

    那麼,布朗運動是怎麼產生的呢?在顯微鏡下看起來連成一片的液體,實際上是由許許多多分子組成的。液體分子不停地做無規則的運動,不斷地抓高年級微粒。懸浮的微粒足夠小時,受到的來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間,微粒在另一個方向受到的撞擊作用強,致使微粒又向其它方向運動。這樣,就引起了微粒的無規則的布朗運動。

    1827年,蘇格蘭植物學家R·布朗發現水中的花粉及其它懸浮的微小顆粒不停地作不規則的曲線運動,稱為布朗運動。人們長期都不知道其中的原理。50年後,J·德耳索提出這些微小顆粒是受到周圍分子的不平衡的碰撞而導致的運動。後來得到愛因斯坦的研究的證明。布朗運動也就成為分子運動論和統計力學發展的基礎。

    懸浮在液體或氣體中的微粒(線度~10-3mm)表現出的永不停止的無規則運動,如墨汁稀釋後碳粒在水中的無規則運動,藤黃顆粒在水中的無規則運動……。而且溫度越高,微粒的布朗運動越劇烈。布朗運動代表了一種隨機漲落現象,它不僅反映了周圍流體內部分子運動的無規則性,關於它的理論在其他許多領域也有重要應用,如對測量儀表測量精度限度的研究、對高倍放大的電訊電路中背景噪聲的研究等等。

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