الشريحة 2
الحركة البراونية
بالعودة إلى صيف عام 1827 ، اكتشف براون فجأة ، أثناء دراسته لسلوك حبوب اللقاح تحت المجهر ، أن الأبواغ الفردية تقوم بحركات اندفاعية فوضوية تمامًا. لقد قرر على وجه اليقين أن هذه الحركات لم تكن مرتبطة بأي شكل من الأشكال بدوامات وتيارات المياه ، أو بتبخرها ، وبعد ذلك ، بعد وصف طبيعة حركة الجسيمات ، وقع بصدق على عجزه لشرح أصل هذه الحركة الفوضوية. ومع ذلك ، نظرًا لكونه مجربًا دقيقًا ، وجد براون أن مثل هذه الحركة الفوضوية هي سمة لأي جسيمات مجهرية ، سواء كانت حبوب لقاح نباتية أو معلقات معدنية أو أي مادة مطحونة بشكل عام.
الشريحة 3
هذه هي الحركة الحرارية لأصغر الجسيمات العالقة في سائل أو غاز. تتحرك الجسيمات البراونية تحت تأثير التأثيرات الجزيئية. نظرًا لعشوائية الحركة الحرارية للجزيئات ، فإن هذه التأثيرات لا تتوازن أبدًا مع بعضها البعض. نتيجة لذلك ، تتغير سرعة الجسيم البراوني عشوائيًا في الحجم والاتجاه ، ويكون مساره عبارة عن خط متعرج معقد.
الشريحة 4
قوى التفاعل
إذا لم تكن هناك قوى جذب بين الجزيئات ، فإن كل الأجسام تحت أي ظروف ستكون في حالة غازية فقط. لكن قوى الجذب وحدها لا تستطيع ضمان وجود تكوينات مستقرة من الذرات والجزيئات. على مسافات صغيرة جدًا بين الجزيئات ، تعمل قوى التنافر بالضرورة. نتيجة لذلك ، لا تخترق الجزيئات بعضها البعض ولا تتقلص قطع المادة أبدًا إلى حجم جزيء واحد.
الشريحة 5
على الرغم من أن الجزيئات بشكل عام محايدة كهربائيًا ، إلا أن هناك قوى كهربائية كبيرة تعمل بينها على مسافات قصيرة: هناك تفاعل بين الإلكترونات والنواة الذرية للجزيئات المجاورة
الشريحة 6
مجموع الدول الجوهرية
اعتمادًا على الظروف ، يمكن أن تكون نفس المادة في حالات تجميع مختلفة. لا تختلف جزيئات المادة في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية عن بعضها البعض. يتم تحديد الحالة الكلية للمادة حسب الموقع وطبيعة الحركة وتفاعل الجزيئات.
شريحة 7
شريحة 8
هيكل الغازات
يتمدد الغاز حتى يملأ الحجم المخصص له بالكامل. إذا أخذنا في الاعتبار غازًا على المستوى الجزيئي ، فسنرى الجزيئات تتسارع بشكل عشوائي وتتصادم مع بعضها البعض ومع جدران الوعاء ، والتي ، مع ذلك ، لا تتفاعل عمليًا مع بعضها البعض. إذا قمت بزيادة حجم الوعاء أو تقليله ، فسيتم إعادة توزيع الجزيئات بالتساوي في الحجم الجديد
شريحة 9
1. لا تتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض 2. المسافات بين الجزيئات أكبر بعشرات المرات من حجم الجزيئات 3. يتم ضغط الغازات بسهولة 4. سرعات عالية للجزيئات 5. تشغل الحجم الكامل للوعاء 6. تأثيرات الجزيئات خلق ضغط الغاز
شريحة 10
هيكل السوائل
يحتل السائل عند درجة حرارة معينة حجمًا ثابتًا ، ومع ذلك ، فإنه يأخذ أيضًا شكل وعاء مملوء - ولكن فقط تحت مستوى سطحه. على المستوى الجزيئي ، أسهل طريقة للتفكير في السائل هي الجزيئات الكروية التي ، على الرغم من اتصالها الوثيق ببعضها البعض ، تتمتع بحرية الدوران حول بعضها البعض ، مثل الخرزات المستديرة في الجرة. صب السائل في وعاء - وسوف تنتشر الجزيئات بسرعة وتملأ الجزء السفلي من حجم الوعاء ، ونتيجة لذلك ، سيأخذ السائل شكله ، لكنه لن ينتشر في الحجم الكامل للوعاء.
الشريحة 11
1. يوجد تفاعل بين الجزيئات 2. قرب الجزيئات 3. تتحرك الجزيئات بواسطة "القفزات" 4. انضغاطية منخفضة للسوائل 5. لا تحتفظ بشكلها ولكنها تحتفظ بحجمها
شريحة واحدة
تم الانتهاء من العمل من قبل: ماكاروفا إيكاترينا ، طالبة في الصف السابع ، مدرسة GOU الثانوية رقم 546 ، مشرف موسكو: Kazakova Yu.V. ، مدرس الفيزياء
2 شريحة
في عام 1827 ، اكتشف براون ، وهو يفحص الحبوب السيتوبلازمية المعلقة في الماء المعزولة من خلايا حبوب اللقاح لنبات أمريكا الشمالية Clarkia pulchella تحت المجهر ، أنها كانت ترتجف باستمرار وتتحرك من مكان إلى آخر.
3 شريحة
الغرض من العمل: مراقبة ودراسة الحركة البراونية للجسيمات العالقة في الماء. موضوع الدراسة: الحركة البراونية. موضوع الدراسة: سمات الملاحظة وطبيعة الحركة البراونية. مكان العمل: المركز التربوي والعلمي للفيزياء الإشعاعية بجامعة موسكو الحكومية التربوية
4 شريحة
أهداف البحث: دراسة تاريخ اكتشاف الحركة البراونية. لدراسة أهمية اكتشاف الحركة البراونية لتطور العلوم. اكتشف تأثير العوامل المختلفة على طبيعة الحركة البراونية. قم بإجراء تجربة لمراقبة الحركة البراونية. طرق البحث: دراسة المؤلفات والمواد من مواقع الإنترنت حول هذا الموضوع. دراسة طبيعة الحركة البراونية بمساعدة نموذج. مراقبة الحركة البراونية.
5 شريحة
في عام 1824 ظهر نوع جديد من المجهر يوفر تكبيرًا يتراوح بين 500 و 1000 مرة. لقد جعل من الممكن تكبير الجسيمات ، حتى حجم 0.1-1 مم. ولكن في مقالته ، أكد براون على وجه التحديد أن لديه عدسات ثنائية الوجه عادية ، مما يعني أنه لا يمكنه تكبير الأشياء أكثر من 500 مرة ، أي الجسيمات زاد حجمها إلى 0 .05-0.5 مم فقط. يتراوح حجم خلايا حبوب اللقاح من 2.5 ميكرومتر إلى 250 ميكرومتر ، ويبلغ حجم الجزيئات البراونية 0.1-1 ميكرومتر. مجاهر القرن الثامن عشر
6 شريحة
في وقت مبكر من عام 1670 ، ربما لاحظ مخترع المجهر الهولندي أنتوني ليوينهوك ظاهرة مماثلة ، حيث أعطى مجهره تكبيرًا يصل إلى 300 مرة ، لكن الحالة الجنينية للعلم الجزيئي في ذلك الوقت لم تلفت الانتباه إلى ملاحظة ليوينهوك. أنتوني فان ليوينهوك (1632-1723)
7 شريحة
مقتطف من قصيدة لوكريتيوس كارا "حول طبيعة الأشياء" انظر: في كل مرة يخترق ضوء الشمس مساكننا ويقطع الظلام بأشعةها ، سترى العديد من الأجسام الصغيرة في الفراغ ، وميض ، واندفاع ذهابًا وإيابًا في اشعاعا من الضوء ...
8 شريحة
درجة حرارة منخفضة (دقيقة واحدة) درجة حرارة عالية (دقيقة واحدة) مقارنة بين أنماط حركة الجسيمات باستخدام نموذج الحركة البراونية
9 شريحة
الاستنتاجات: الجسيمات البراونية تتحرك تحت تأثير التأثيرات العشوائية للجزيئات. الحركة البراونية فوضوية. وفقًا لمسار الجسيم ، يمكن للمرء أن يحكم على شدة الحركة ، فكلما قلت كتلة الجسيم ، أصبحت الحركة أكثر كثافة. تعتمد شدة الحركة البراونية بشكل مباشر على درجة الحرارة. الحركة البراونية لا تتوقف أبدًا.
10 شريحة
قدم ماريان سمولوتشوفسكي (1872-1917) شرحًا صارمًا لأول مرة للحركة البراونية في عام 1904
11 شريحة
أنشأ ألبرت أينشتاين (1879-1955) أول نظرية كمية للحركة البراونية في عام 1905. باستخدام الأساليب الإحصائية ، اشتق معادلة لمتوسط قيمة الإزاحة التربيعية لجسيم براوني: حيث B هي حركة الجسيمات ، والتي تتناسب عكسًا مع لزوجة الوسط وحجم الجسيمات ، و t هي وقت الملاحظة ، و T هي درجة حرارة السائل.< r 2 >= 6 كيلو تيرا بايت
12 شريحة
جان بابتيست بيرين (1870-1942) بدأ في عام 1906 بإجراء تجارب أكدت نظرية أينشتاين. تلخيصًا لذلك في عام 1912 ، أعلن: "لقد انتصرت النظرية الذرية. بمجرد تعددهم ، هُزم خصومه ويتخلون عن آرائهم واحدًا تلو الآخر ، حيث اعتبروا لفترة طويلة أمرًا معقولًا ومفيدًا. في عام 1926 ، حصل بيرين على جائزة نوبل لعمله في "الطبيعة المنفصلة للمادة"
13 شريحة
الحركة البراونية لجزيئات اللثة في الماء. تحدد النقاط المواضع المتتالية للجسيم بعد 30 ثانية. تم إجراء الملاحظات تحت المجهر بتكبير تقريبًا. 3000. حجم الجسيمات حوالي 1 ميكرون. خلية واحدة تقابل مسافة 3.4 ميكرومتر.
14 شريحة
MICROSCOPE NIKON Eclipse LV 100 كاميرا فيديو عدسة عينية كائن المرحلة مسامير مراقبة الهدف للحركة الأفقية لمرحلة الكائن مسامير ضبط الحدة
15 شريحة
16 شريحة
17 شريحة
18 شريحة
19 شريحة
20 شريحة
21 شريحة
22 شريحة
الاستنتاجات: 1. يمكن للعلماء أن يلاحظوا الحركة البراونية بالصدفة قبل براون ، ولكن بسبب النقص في المجاهر وعدم فهم التركيب الجزيئي للمواد ، لم يدرسها أحد. بعد براون ، درسها العديد من العلماء ، لكن لم يستطع أحد أن يقدم له تفسيرًا. 2. أتاح إنشاء النظرية الكمية للحركة البراونية من قبل أينشتاين وتأكيدها التجريبي بواسطة بيرين إثبات وجود الجزيئات وحركتها العشوائية المستمرة بشكل مقنع. 3. أسباب الحركة البراونية هي الحركة الحرارية لجزيئات الوسط وعدم وجود تعويض دقيق عن التأثيرات التي يتعرض لها الجسيم من الجزيئات المحيطة به. 4. تتأثر شدة الحركة البراونية بحجم وكتلة الجسيم البراوني ودرجة حرارة ولزوجة السائل. 5. تعتبر مراقبة الحركة البراونية مهمة صعبة للغاية ، حيث إنها ضرورية: لتكون قادرًا على استخدام المجهر ، لاستبعاد تأثير العوامل الخارجية السلبية (الاهتزازات ، إمالة الطاولة) ، لتنفيذ الملاحظة بسرعة ، حتى يتبخر السائل.
24 شريحة
http://ru.wikipedia.org http://krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/BROUNOVSKOE_DVIZHENIE.html http://www.physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/brow_txt.htm http: // bse .sci-lib.com / article001503.html http://scorcher.ru/art/theory/determinism/brown.php http://marklv.narod.ru/mkt/ris2.htm http://elementy.ru/ trefil / 30 http://allphysics.ru/phys/brounovskoe-dvizhenie http://dxdy.ru/topic24041.html http://vita-club.ru/micros1.htm
شريحة 1
الحركة البراونية.
أكمله: باكوفسكايا جوليا وفوزنياك ألبينا ، طلاب الصف العاشر. فحصه: تسيبينكو إل في ، مدرس الفيزياء عام 2012
الشريحة 2
الحركة البراونية - في العلوم الطبيعية ، الحركة العشوائية للجسيمات المجهرية ، المرئية ، المعلقة في سائل (أو غاز) جسيمات صلبة (جزيئات الغبار ، جزيئات حبوب اللقاح النباتية ، وما إلى ذلك) ، بسبب الحركة الحرارية لجسيمات السائل ( أو الغاز). يجب عدم الخلط بين مفهومي "الحركة البراونية" و "الحركة الحرارية": فالحركة البراونية هي نتيجة ودليل على وجود الحركة الحرارية.
الشريحة 3
جوهر الظاهرة
تحدث الحركة البراونية بسبب حقيقة أن جميع السوائل والغازات تتكون من ذرات أو جزيئات - أصغر الجسيمات التي تكون في حركة حرارية فوضوية ثابتة ، وبالتالي تدفع باستمرار الجسيم البراوني من جوانب مختلفة. وجد أن الجسيمات الكبيرة التي يزيد حجمها عن 5 ميكرومتر لا تشارك عمليًا في الحركة البراونية (فهي غير متحركة أو رواسب) ، والجسيمات الأصغر (أقل من 3 ميكرومتر) تتحرك للأمام على طول مسارات معقدة للغاية أو تدور. عندما ينغمس جسم كبير في الوسط ، يتم حساب متوسط الصدمات التي تحدث بأعداد كبيرة وتشكل ضغطًا ثابتًا. إذا كان جسم كبير محاطًا بوسيط من جميع الجوانب ، فإن الضغط يكون متوازنًا عمليًا ، وتبقى قوة الرفع لأرخميدس فقط - مثل هذا الجسم يطفو أو يغرق بسلاسة. إذا كان الجسم صغيرًا ، مثل الجسيم البراوني ، فإن تقلبات الضغط تصبح ملحوظة ، مما يخلق قوة ملحوظة متغيرة عشوائيًا ، مما يؤدي إلى تذبذبات الجسيم. عادة لا تغرق الجسيمات البراونية أو تطفو ، ولكنها معلقة في وسط.
الشريحة 4
اكتشاف الحركة البراونية
تم اكتشاف هذه الظاهرة من قبل R. أمير علماء النبات ". قام بالعديد من الاكتشافات الرائعة. في عام 1805 ، بعد رحلة استكشافية استمرت أربع سنوات إلى أستراليا ، أحضر إلى إنجلترا حوالي 4000 نوع من النباتات الأسترالية غير المعروفة للعلماء وخصص سنوات عديدة لدراستها. جلبت النباتات الموصوفة من إندونيسيا وأفريقيا الوسطى. درس فسيولوجيا النبات ، ووصف لأول مرة بالتفصيل نواة الخلية النباتية. جعلته أكاديمية بطرسبورغ للعلوم عضوا فخريا. لكن اسم العالم معروف الآن على نطاق واسع ليس بسبب هذه الأعمال. في عام 1827 ، أجرى براون بحثًا عن حبوب اللقاح النباتية. كان ، على وجه الخصوص ، مهتمًا بكيفية مشاركة حبوب اللقاح في عملية الإخصاب. ذات مرة ، تحت المجهر ، قام بفحص حبيبات السيتوبلازم المعلقة في الماء المعزولة من خلايا حبوب اللقاح في نبات أمريكا الشمالية Clarkia pulchella (كلاركيا جميلة). فجأة ، رأى براون أن أصغر الحبوب الصلبة ، والتي بالكاد يمكن رؤيتها في قطرة ماء ، كانت ترتجف باستمرار وتتحرك من مكان إلى آخر. ووجد أن هذه الحركات ، على حد قوله ، "لا ترتبط بالتدفق في السائل أو بتبخره التدريجي ، ولكنها متأصلة في الجسيمات نفسها". الآن ، لتكرار ملاحظة براون ، يكفي امتلاك مجهر غير قوي للغاية واستخدامه لفحص الدخان في صندوق أسود مضاء من خلال ثقب جانبي بشعاع من الضوء الشديد. في الغاز ، تتجلى هذه الظاهرة بشكل أكثر وضوحًا من السائل: بقع صغيرة من الرماد أو السخام (اعتمادًا على مصدر الدخان) هي ظاهرة تشتت الضوء ، والتي تقفز باستمرار ذهابًا وإيابًا. من الممكن أيضًا ملاحظة الحركة البراونية في محلول الحبر: عند تكبير 400x ، يمكن بالفعل تمييز حركة الجسيمات بسهولة. كما هو الحال في كثير من الأحيان في العلم ، بعد سنوات عديدة ، اكتشف المؤرخون أنه في عام 1670 ، لاحظ مخترع المجهر الهولندي أنتوني ليفينهوك ظاهرة مماثلة ، ولكن ندرة ونقص المجاهر ، الحالة الجنينية للعلم الجزيئي في ذلك الوقت لم يلفت الانتباه إلى ملاحظة Leeuwenhoek ، لذلك يُنسب الاكتشاف بحق إلى Brown ، الذي درسه ووصفه بالتفصيل لأول مرة.
وصف العرض التقديمي على الشرائح الفردية:
شريحة واحدة
وصف الشريحة:
2 شريحة
وصف الشريحة:
الحركة البراونية في صيف عام 1827 ، اكتشف براون فجأة ، وهو يدرس سلوك حبوب اللقاح تحت المجهر ، أن الأبواغ الفردية تقوم بحركات اندفاعية فوضوية تمامًا. لقد قرر على وجه اليقين أن هذه الحركات لم تكن مرتبطة بأي شكل من الأشكال بدوامات وتيارات المياه ، أو بتبخرها ، وبعد ذلك ، بعد وصف طبيعة حركة الجسيمات ، وقع بصدق على عجزه لشرح أصل هذه الحركة الفوضوية. ومع ذلك ، نظرًا لكونه مجربًا دقيقًا ، وجد براون أن مثل هذه الحركة الفوضوية هي سمة لأي جسيمات مجهرية ، سواء كانت حبوب لقاح نباتية أو معلقات معدنية أو أي مادة مطحونة بشكل عام.
3 شريحة
وصف الشريحة:
الحركة البراونية هي الحركة الحرارية لأصغر الجسيمات العالقة في سائل أو غاز. تتحرك الجسيمات البراونية تحت تأثير التأثيرات الجزيئية. نظرًا لعشوائية الحركة الحرارية للجزيئات ، فإن هذه التأثيرات لا تتوازن أبدًا مع بعضها البعض. نتيجة لذلك ، تتغير سرعة الجسيم البراوني عشوائيًا في الحجم والاتجاه ، ويكون مساره عبارة عن خط متعرج معقد.
4 شريحة
وصف الشريحة:
قوى التفاعل إذا لم تكن هناك قوى جذب بين الجزيئات ، فإن كل الأجسام تحت أي ظروف ستكون في حالة غازية فقط. لكن قوى الجذب وحدها لا تستطيع ضمان وجود تكوينات مستقرة من الذرات والجزيئات. على مسافات صغيرة جدًا بين الجزيئات ، تعمل قوى التنافر بالضرورة. نتيجة لذلك ، لا تخترق الجزيئات بعضها البعض ولا تتقلص قطع المادة أبدًا إلى حجم جزيء واحد.
5 شريحة
وصف الشريحة:
على الرغم من أن الجزيئات بشكل عام محايدة كهربائيًا ، إلا أن قوى كهربائية كبيرة تعمل بينها على مسافات قصيرة: هناك تفاعل - الإلكترونات والنواة الذرية للجزيئات المجاورة قوى التفاعل
6 شريحة
وصف الشريحة:
الحالات الإجمالية لمادة ما اعتمادًا على الظروف ، يمكن أن تكون نفس المادة في حالات تجميع مختلفة. لا تختلف جزيئات المادة في الحالة الصلبة أو السائلة أو الغازية عن بعضها البعض. يتم تحديد الحالة الكلية للمادة من خلال الموقع وطبيعة الحركة وتفاعل الجزيئات.
7 شريحة
وصف الشريحة:
خصائص الأجسام الصلبة والسائلة والغازية. حالة المادة. موقع الجسيمات. طبيعة حركة الجسيمات. طاقة التفاعل. بعض الخصائص. صلب. المسافات مماثلة لأحجام الجسيمات. الأجسام الصلبة حقًا لها بنية بلورية (ترتيب طويل المدى). التذبذبات حول وضع التوازن. الطاقة الكامنة أكبر بكثير من الطاقة الحركية. قوى التفاعل عظيمة. يحتفظ بالشكل والحجم. مرونة. قوة. صلابة. لديهم نقطة انصهار وتبلور محددة. السائل يقع بالقرب من بعضهما البعض. يتم ملاحظة ترتيب قصير المدى. في الأساس ، يتأرجحون حول وضع التوازن ، ويقفزون أحيانًا إلى موضع آخر. الطاقة الحركية أقل بقليل في معامل الطاقة الكامنة. يحتفظون بالحجم ، لكن لا يحتفظون بشكلهم. القليل من الانضغاط. سائل. الغازي. المسافات أكبر بكثير من أحجام الجسيمات. الموقع فوضوي بالكامل. حركة فوضوية مع العديد من الاصطدامات. السرعات عالية نسبيًا. الطاقة الحركية أكبر بكثير من الطاقة الكامنة بالقيمة المطلقة. لا تحتفظ بشكلها أو حجمها. سهل الانضغاط. املأ الحجم الكامل المقدم لهم.
8 شريحة
وصف الشريحة:
يتمدد الغاز حتى يملأ الحجم المخصص له بالكامل. إذا أخذنا في الاعتبار غازًا على المستوى الجزيئي ، فسنرى الجزيئات تتسارع بشكل عشوائي وتتصادم مع بعضها البعض ومع جدران الوعاء ، والتي ، مع ذلك ، لا تتفاعل عمليًا مع بعضها البعض. إذا قمت بزيادة حجم الوعاء أو تقليله ، فسيتم إعادة توزيع الجزيئات بالتساوي في الحجم الجديد. هيكل الغاز
9 شريحة
وصف الشريحة:
هيكل الغازات 1. لا تتفاعل الجزيئات مع بعضها البعض 2. المسافات بين الجزيئات أكبر بعشرات المرات من حجم الجزيئات 3. يتم ضغط الغازات بسهولة 4. سرعات عالية لحركة الجزيئات 5. تشغل الحجم الكامل للوعاء 6. تأثيرات الجزيئات تخلق ضغط الغاز
10 شريحة
وصف الشريحة:
يحتل السائل عند درجة حرارة معينة حجمًا ثابتًا ، ومع ذلك ، فإنه يأخذ أيضًا شكل وعاء مملوء - ولكن فقط تحت مستوى سطحه. على المستوى الجزيئي ، أسهل طريقة للتفكير في السائل هي الجزيئات الكروية التي ، على الرغم من اتصالها الوثيق ببعضها البعض ، تتمتع بحرية الدوران حول بعضها البعض ، مثل الخرزات المستديرة في الجرة. صب السائل في وعاء - وسوف تنتشر الجزيئات بسرعة وتملأ الجزء السفلي من حجم الوعاء ، ونتيجة لذلك ، سيأخذ السائل شكله ، لكنه لن ينتشر في الحجم الكامل للوعاء. هيكل السوائل
11 شريحة
يولداشيفا لوليتا
سيرة روبرت براون ، تجربة مع حبوب اللقاح ، أسباب الحركة البراونية.
تحميل:
معاينة:
لاستخدام معاينة العروض التقديمية ، قم بإنشاء حساب Google (حساب) وقم بتسجيل الدخول: https://accounts.google.com
شرح الشرائح:
عرض في الفيزياء "الحركة البراونية" لطالب في الصف السابع من مدرسة GBOU الثانوية رقم 1465 سميت على اسم الأدميرال ن. Kuznetsova Yuldasheva Lolita مدرس الفيزياء: L.Yu. كروجلوفا
الحركة البراونية
السيرة الذاتية لروبرت براون (1773-1858) عالم النبات البريطاني (الاسكتلندي) في أواخر القرن الثامن عشر - النصف الأول من القرن التاسع عشر ، عالم التشكل وعالم تصنيف النباتات ، مكتشف "الحركة البراونية". من مواليد 21 ديسمبر 1773 في مونتروز في اسكتلندا ، ودرس في أبردين ، ودرس الطب وعلم النبات في جامعة إدنبرة في 1789-1795. في عام 1795 ، دخل الفوج الشمالي للميليشيا الاسكتلندية ، وكان معه في أيرلندا. جمع هنا النباتات المحلية والتقى بعالم النبات السير جوزيف بانكس. أكسبته الدراسات الدؤوبة في العلوم الطبيعية صداقة بانكس ، الذي تم تعيينه عالم نبات بناءً على توصيته في رحلة استكشافية أُرسلت عام 1801 على متن محقق السفينة (المهندس المحقق) تحت قيادة الكابتن فليندرز لاستكشاف ساحل أستراليا. وزار مع الفنان فرديناند باور أجزاء من أستراليا ، ثم تسمانيا وجزر مضيق باس. الأهم من ذلك كله أنه كان مهتمًا بالنباتات والحيوانات في هذه البلدان. في عام 1805 عاد براون إلى إنجلترا ، حاملاً معه حوالي 4000 نوع من النباتات الأسترالية والعديد من الطيور والمعادن لمجموعة البنوك. لقد أمضى عدة سنوات في تطوير هذه المادة الغنية ، مثل تلك التي لم يأت بها أحد من بلدان بعيدة. جلبت النباتات الموصوفة من إندونيسيا وأفريقيا الوسطى. درس فسيولوجيا النبات ، ووصف لأول مرة بالتفصيل نواة الخلية النباتية. جعلته أكاديمية بطرسبورغ للعلوم عضوا فخريا. لكن اسم العالم معروف الآن على نطاق واسع ليس بسبب هذه الأعمال. عضو الجمعية الملكية بلندن (منذ 1810). من عام 1810 إلى عام 1820 ، كان روبرت براون مسؤولًا عن مكتبة لينيان والمجموعات الضخمة من راعيه بانكس ، رئيس الجمعية الملكية في لندن. في عام 1820 أصبح أمين مكتبة وأمينًا لقسم النبات في المتحف البريطاني ، حيث تم نقل مجموعات الأخير بعد وفاة بانكس.
تجربة روبرت براون ، درس براون ، في هدوء مكتبه بلندن عام 1827 ، عينات النباتات التي تم الحصول عليها من خلال المجهر. جاء الدور على حبوب اللقاح ، وهي في الواقع حبوب صغيرة. بإسقاط قطرة ماء على زجاج الغلاف ، جلب براون كمية معينة من حبوب اللقاح. من خلال المجهر ، اكتشف براون أن شيئًا غريبًا كان يحدث في المستوى البؤري للمجهر. تتحرك جزيئات حبوب اللقاح باستمرار بطريقة فوضوية ، ولا تسمح للباحث برؤيتها. قرر براون إخبار زملائه بملاحظاته. كان لمقال براون المنشور عنوان نموذجي لذلك الوقت الممتع: "تقرير موجز عن الملاحظات المجهرية التي أجريت على الجسيمات في يونيو وأغسطس ، 1827 ، المتضمن في حبوب اللقاح النباتية. وعلى وجود الجزيئات النشطة في الأجسام العضوية وغير العضوية.
الحركة البراونية تم تأكيد ملاحظة براون من قبل علماء آخرين. أصغر الجسيمات تصرفت كما لو كانت على قيد الحياة ، وتسارعت "رقصة" الجسيمات مع زيادة درجة الحرارة وانخفاض حجم الجسيمات وتباطأت بشكل واضح عندما تم استبدال الماء بوسط أكثر لزوجة. لم تتوقف هذه الظاهرة المدهشة أبدًا: يمكن ملاحظتها لفترة طويلة بشكل تعسفي. في البداية ، اعتقد براون أن الكائنات الحية دخلت حقًا في مجال المجهر ، خاصة وأن حبوب اللقاح هي الخلايا الجرثومية الذكرية للنباتات ، لكن الجزيئات من النباتات الميتة ، حتى من تلك التي جفت قبل مائة عام في الأعشاب ، أدت أيضًا.
ثم تساءل براون عما إذا كانت هذه هي "الجزيئات الأولية للكائنات الحية" ، التي تحدث عنها عالم الطبيعة الفرنسي الشهير جورج بوفون (1707-1788) ، مؤلف كتاب التاريخ الطبيعي المكون من 36 مجلدًا. تلاشى هذا الافتراض عندما بدأ براون في استكشاف الأشياء غير الحية على ما يبدو ؛ في البداية كانت جزيئات صغيرة جدًا من الفحم ، بالإضافة إلى السخام والغبار من هواء لندن ، ثم المواد غير العضوية المطحونة بدقة: الزجاج والعديد من المعادن المختلفة. كانت "الجزيئات النشطة" في كل مكان: كتب براون: "في كل معدن ، تمكنت من طحنه إلى غبار لدرجة أنه يمكن تعليقه في الماء لبعض الوقت ، وجدت ، بكميات أكبر أو أقل ، هذه الجزيئات .
يجب أن أقول إن براون لم يكن لديه أي من أحدث المجاهر. في مقالته ، أكد على وجه التحديد أنه كان لديه عدسات ثنائية الوجه عادية ، والتي استخدمها لعدة سنوات. ويكتب كذلك: "طوال الدراسة ، واصلت استخدام نفس العدسات التي بدأت العمل بها ، من أجل إعطاء المزيد من الإقناع لتصريحاتي وجعلها في متناول الملاحظات العادية قدر الإمكان".
الآن ، من أجل تكرار ملاحظة براون ، يكفي أن يكون لديك مجهر غير قوي للغاية واستخدامه لفحص الدخان في صندوق أسود مضاء من خلال ثقب جانبي بشعاع من الضوء الشديد. في الغاز ، تتجلى هذه الظاهرة بشكل أكثر وضوحًا من السائل: بقع صغيرة من الرماد أو السخام (اعتمادًا على مصدر الدخان) هي ظاهرة تشتت الضوء ، والتي تقفز باستمرار ذهابًا وإيابًا. من الناحية النوعية ، كانت الصورة معقولة جدًا وحتى بصرية. يجب أن يتحرك غصين صغير أو حشرة بنفس الطريقة تقريبًا ، والتي يتم دفعها (أو سحبها) في اتجاهات مختلفة بواسطة العديد من النمل. كانت هذه الجسيمات الأصغر في الواقع في قاموس العلماء ، ولم يرها أحد من قبل. أطلقوا عليها اسم الجزيئات. ترجمت هذه الكلمة من اللاتينية ، وتعني "كتلة صغيرة".
مسارات الجسيمات البراونية
يبلغ حجم الجسيمات البراونية من 0.1 إلى 1 ميكرومتر ، أي من ألف إلى واحد من عشرة آلاف من المليمتر ، ولهذا كان براون قادرًا على تمييز حركتهم ، وأنه فحص حبيبات هيولي دقيقة ، وليس حبوب اللقاح نفسها (والتي غالبًا ما يتم الإبلاغ عنها عن طريق الخطأ). الحقيقة هي أن خلايا حبوب اللقاح كبيرة جدًا. وهكذا ، في حبوب لقاح عشب المروج ، التي تحملها الرياح وتسبب أمراض الحساسية لدى البشر (حمى القش) ، يكون حجم الخلية عادة في حدود 20-50 ميكرون ، أي. هم أكبر من أن يلاحظوا الحركة البراونية. من المهم أيضًا ملاحظة أن الحركات الفردية للجسيم البراوني تحدث كثيرًا جدًا وعلى مسافات صغيرة جدًا ، بحيث يكون من المستحيل رؤيتها ، ولكن تحت المجهر ، تكون الحركات التي حدثت خلال فترة زمنية معينة مرئية. يبدو أن حقيقة وجود الحركة البراونية أثبتت بشكل لا لبس فيه التركيب الجزيئي للمادة ، ولكن حتى في بداية القرن العشرين. كان هناك علماء ، بمن فيهم فيزيائيون وكيميائيون ، لم يؤمنوا بوجود الجزيئات. اكتسبت النظرية الجزيئية الذرية الاعتراف ببطء وبصعوبة.
الحركة البراونية والانتشار. تشبه حركة الجسيمات البراونية إلى حد كبير حركة الجزيئات الفردية نتيجة حركتها الحرارية. هذه الحركة تسمى الانتشار. حتى قبل عمل سمولوتشوفسكي وآينشتاين ، تم وضع قوانين حركة الجزيئات في أبسط حالات الحالة الغازية للمادة. اتضح أن جزيئات الغازات تتحرك بسرعة كبيرة - بسرعة الرصاصة ، لكنها لا تستطيع "الطيران بعيدًا" بعيدًا ، لأنها غالبًا ما تصطدم بجزيئات أخرى. على سبيل المثال ، جزيئات الأكسجين والنيتروجين في الهواء ، التي تتحرك بسرعة متوسطة تبلغ حوالي 500 م / ث ، تتعرض لأكثر من مليار تصادم كل ثانية. لذلك ، فإن مسار الجزيء ، إذا أمكن تتبعه ، سيكون خطًا متقطعًا معقدًا. يتم وصف مسار مشابه بواسطة الجسيمات البراونية إذا كان موضعها ثابتًا في فترات زمنية معينة. كل من الانتشار والحركة البراونية هما نتيجة للحركة الحرارية الفوضوية للجزيئات ، وبالتالي يتم وصفهما بعلاقات رياضية مماثلة. الفرق هو أن جزيئات الغازات تتحرك في خط مستقيم حتى تصطدم بجزيئات أخرى ، وبعد ذلك تغير اتجاهها.
الجسيم البراوني ، على عكس الجزيء ، لا يؤدي أي "رحلات جوية مجانية" ، ولكنه يعاني من "توترات" صغيرة وغير منتظمة للغاية ، ونتيجة لذلك ينتقل بشكل عشوائي إلى جانب أو آخر. أظهرت الحسابات أنه بالنسبة لجسيم بحجم 0.1 ميكرون ، تحدث حركة واحدة في ثلاثة أجزاء من المليار من الثانية على مسافة 0.5 نانومتر فقط (1 نانومتر = م). وفقًا للتعبير المناسب لأحد المؤلفين ، فإن هذا يذكرنا بحركة علبة بيرة فارغة في ساحة تجمع فيها حشد من الناس. يعد الانتشار أسهل في الملاحظة من الحركة البراونية ، لأنها لا تتطلب مجهرًا: لا يتم ملاحظة الحركات من الجسيمات الفردية ، ولكن من كتلتها الضخمة ، فمن الضروري فقط التأكد من عدم فرض الحمل الحراري على الانتشار - خلط المادة مثل نتيجة لتدفقات الدوامة (من السهل ملاحظة هذه التدفقات ، عن طريق إسقاط قطرة من محلول ملون ، مثل الحبر ، في كوب من الماء الساخن).
أسباب الحركة البراونية. تحدث الحركة البراونية بسبب حقيقة أن جميع السوائل والغازات تتكون من ذرات أو جزيئات - أصغر الجسيمات التي تكون في حركة حرارية فوضوية ثابتة ، وبالتالي تدفع باستمرار الجسيم البراوني من جوانب مختلفة. وجد أن الجسيمات الكبيرة التي يزيد حجمها عن 5 ميكرومتر لا تشارك عمليًا في الحركة البراونية (فهي غير متحركة أو رواسب) ، والجسيمات الأصغر (أقل من 3 ميكرومتر) تتحرك للأمام على طول مسارات معقدة للغاية أو تدور. عندما ينغمس جسم كبير في الوسط ، يتم حساب متوسط الصدمات التي تحدث بأعداد كبيرة وتشكل ضغطًا ثابتًا. إذا كان جسم كبير محاطًا بوسيط من جميع الجوانب ، فإن الضغط يكون متوازنًا عمليًا ، وتبقى قوة الرفع لأرخميدس فقط - مثل هذا الجسم يطفو أو يغرق بسلاسة. إذا كان الجسم صغيرًا ، مثل الجسيم البراوني ، فإن تقلبات الضغط تصبح ملحوظة ، مما يخلق قوة ملحوظة متغيرة عشوائيًا ، مما يؤدي إلى تذبذبات الجسيم. عادة لا تغرق الجسيمات البراونية أو تطفو ، ولكنها معلقة في وسط.