Diapozitiv 2
BROWNOVO GIBANJE
Poleti leta 1827 je Brown med preučevanjem obnašanja cvetnega prahu pod mikroskopom nenadoma ugotovil, da posamezne spore izvajajo popolnoma kaotična impulzna gibanja. Zagotovo je ugotovil, da ta gibanja nikakor niso povezana z vrtinčenjem in tokovi vode ali z njenim izhlapevanjem, nakar je, ko je opisal naravo gibanja delcev, pošteno priznal svojo nemoč, da bi razložil izvor tega kaotično gibanje. Vendar pa je Brown kot natančen eksperimentator ugotovil, da je tako kaotično gibanje značilno za vse mikroskopske delce, pa naj gre za cvetni prah rastlin, suspendirane minerale ali katero koli zdrobljeno snov na splošno.
Diapozitiv 3
To je toplotno gibanje drobnih delcev, suspendiranih v tekočini ali plinu. Brownovi delci se premikajo pod vplivom molekularnih udarcev. Zaradi naključnosti toplotnega gibanja molekul se ti vplivi med seboj nikoli ne uravnotežijo. Posledično se hitrost Brownovega delca naključno spreminja v velikosti in smeri, njegova pot pa je zapletena cik-cak črta.
Diapozitiv 4
INTERAKCIJSKE SILE
Če med molekulami ne bi bilo privlačnih sil, bi bila vsa telesa pod kakršnimi koli pogoji samo v plinastem stanju. Toda same privlačne sile ne morejo zagotoviti obstoja stabilnih tvorb atomov in molekul. Pri zelo majhnih razdaljah med molekulami nujno delujejo odbojne sile. Zahvaljujoč temu molekule ne prodirajo druga v drugo in kosi snovi se nikoli ne stisnejo na velikost ene molekule.
Diapozitiv 5
Čeprav so molekule na splošno električno nevtralne, kljub temu na majhnih razdaljah med njimi delujejo pomembne električne sile: elektroni in atomska jedra sosednjih molekul medsebojno delujejo.
Diapozitiv 6
STANJA SNOVI
Glede na pogoje je lahko ista snov v različnih agregatnih stanjih snovi v trdnem, tekočem ali plinastem stanju agregatno stanje snovi določeno z lokacijo, naravo gibanja in interakcije molekul.
Diapozitiv 7
Diapozitiv 8
ZGRADBA PLINOV
Plin se širi, dokler ne zapolni celotne prostornine, ki mu je dodeljena. Če plin obravnavamo na molekularni ravni, bomo videli molekule, ki naključno hitijo in trčijo med seboj in s stenami posode, ki pa med seboj praktično ne delujejo. Če povečate ali zmanjšate prostornino posode, se bodo molekule enakomerno prerazporedile v novi prostornini
Diapozitiv 9
1. Molekule med seboj ne delujejo 2. Razdalje med molekulami so več desetkrat večje od velikosti molekul 3. Plini se zlahka stisnejo 4. Velike hitrosti gibanja molekul 5. Zavzemajo celotno prostornino posode 6 Udarci molekul ustvarjajo tlak plina
Diapozitiv 10
ZGRADBA TEKOČIN
Tekočina pri določeni temperaturi zavzema določeno prostornino, vendar ima tudi obliko posode, ki jo polnimo - vendar le pod nivojem njene površine. Na molekularni ravni si tekočino najlažje predstavljamo kot sferične molekule, ki se lahko, čeprav so v tesnem stiku druga z drugo, prosto kotalijo druga okoli druge, kot okrogle kroglice v kozarcu. Tekočino nalijte v posodo – in molekule se bodo hitro razširile in zapolnile spodnji del prostornine posode, posledično bo tekočina dobila svojo obliko, ne pa se bo razširila po celotnem volumnu posode.
Diapozitiv 11
1. Obstaja medsebojno delovanje med molekulami 2. Tesna bližina molekul 3. Molekule se gibljejo v "skokih" 4. Nizka stisljivost tekočin 5. Ne obdržijo oblike, ohranijo pa prostornino
1 diapozitiv
Delo je izvedla: Ekaterina Makarova, učenka 7. razreda srednje šole GOU št. 546, Moskva Nadzornik: Yu.V. Kazakova, učiteljica fizike
2 diapozitiv
Leta 1827 je Brown, ko je pod mikroskopom opazoval citoplazemska zrna, suspendirana v vodi iz celic cvetnega prahu severnoameriške rastline Clarkia pulchella, nepričakovano odkril, da nenehno trepetajo in se premikajo iz kraja v kraj.
3 diapozitiv
Namen dela: opazovati in preučevati Brownovo gibanje delcev, suspendiranih v vodi. Predmet študija: Brownovo gibanje. Predmet raziskave: značilnosti opazovanja in narave Brownovega gibanja. Kraj dela: Izobraževalni in znanstveni radiofizični center Moskovske državne pedagoške univerze
4 diapozitiv
Cilji raziskave: Preučiti zgodovino odkritja Brownovega gibanja. Preučiti pomen odkritja Brownovega gibanja za razvoj znanosti. Ugotovite vpliv različnih dejavnikov na naravo Brownovega gibanja. Izvedite poskus opazovanja Brownovega gibanja. Raziskovalne metode: Preučevanje literature in gradiv z internetnih strani na to temo. Preučevanje narave Brownovega gibanja z uporabo modela. Opazovanje Brownovega gibanja.
5 diapozitiv
Leta 1824 se je pojavil nov tip mikroskopa, ki je zagotavljal 500-1000-kratno povečavo. Omogočil je povečanje delcev na velikost 0,1-1 mm, vendar Brown v svojem članku posebej poudarja, da je imel navadne bikonveksne leče, kar pomeni, da je lahko povečal predmete največ 500-krat, torej delce, povečane na a. velikosti le 0,05-0,5 mm. Velikost celic cvetnega prahu je od 2,5 µm do 250 µm. Brownovi delci imajo velikost reda 0,1–1 µm. Mikroskopi iz 18. stoletja
6 diapozitiv
Davnega leta 1670 je izumitelj mikroskopa, Nizozemec Antonie Leeuwenhoek, morda opazil podoben pojav, saj je njegov mikroskop omogočal do 300-kratno povečavo, vendar rudimentarno stanje molekularne znanosti v tistem času ni pritegnilo pozornosti na Leeuwenhoekovo opazovanje. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)
7 diapozitiv
Odlomek iz pesmi Lukrecija Cara »O naravi stvari« Poglejte tukaj: vsakič, ko sončna svetloba prodre v naše domove in temo prereže s svojimi žarki, Videli boste mnoga majhna telesa v praznini, ki utripajo, hitijo nazaj in naprej v sijočem siju svetlobe ...
8 diapozitiv
Nizka temperatura (1 min) Visoka temperatura (1 min) Primerjava narave gibanja delcev z uporabo modela Brownovega gibanja
Diapozitiv 9
Sklepi: Brownovi delci se gibljejo pod vplivom naključnih trkov molekul. Brownovo gibanje je kaotično. Na podlagi trajektorije delca lahko presojamo intenzivnost gibanja; manjša ko je masa delca, intenzivnejše je gibanje. Intenzivnost Brownovega gibanja je neposredno odvisna od temperature. Brownovo gibanje se nikoli ne ustavi.
10 diapozitiv
Marian Smoluchowski (1872–1917) je leta 1904 prvi podal natančno razlago Brownovega gibanja.
11 diapozitiv
Albert Einstein (1879-1955) Leta 1905 je ustvaril prvo kvantitativno teorijo Brownovega gibanja. S statističnimi metodami je izpeljal formulo za povprečno vrednost kvadrata premika Brownovega delca: kjer je B gibljivost delca, ki je obratno sorazmerna z viskoznostjo medija in velikostjo delca, t čas opazovanja, T je temperatura tekočine.< r 2 >= 6kTBt
12 diapozitiv
Jean Baptiste Perrin (1870 - 1942) Leta 1906 je začel izvajati poskuse, ki so potrdili Einsteinovo teorijo. Ko je leta 1912 povzel rezultate, je izjavil: »Atomska teorija je zmagala. Njeni nekdaj številni nasprotniki so poraženi in eden za drugim se odrekajo svojim nazorom, ki so tako dolgo veljali za veljavne in koristne.« Leta 1926 je Perrin prejel Nobelovo nagrado za svoje delo o "diskretni naravi materije".
Diapozitiv 13
Brownovo gibanje delcev gume v vodi. Pike označujejo zaporedne položaje delca po 30 s. Opazovanja so potekala pod mikroskopom pri povečavi cca. 3000. Velikost delcev je približno 1 mikron. Ena celica ustreza razdalji 3,4 µm.
Diapozitiv 14
MIKROSKOP NIKON Eclipse LV 100 Video kamera Okular Stage Lens Monitor Vijaki za horizontalno premikanje mizice Vijaki za nastavitev ostrine
15 diapozitiv
16 diapozitiv
Diapozitiv 17
18 diapozitiv
Diapozitiv 19
20 diapozitiv
21 diapozitivov
Diapozitiv 22
Sklepi: 1. Brownovo gibanje so lahko po naključju opazili že znanstveniki pred Brownom, vendar ga zaradi nepopolnosti mikroskopov in nerazumevanja molekularne zgradbe snovi ni preučeval nihče. Za Brownom so jo preučevali številni znanstveniki, vendar je nihče ni znal pojasniti. 2. Ustvarjanje kvantitativne teorije Brownovega gibanja s strani Einsteina in njena eksperimentalna potrditev s strani Perrina je omogočilo prepričljiv dokaz obstoja molekul in njihovega neprekinjenega naključnega gibanja. 3. Razlogi za Brownovo gibanje so toplotno gibanje molekul medija in pomanjkanje natančne kompenzacije za udarce, ki jih ima delec na molekule, ki ga obkrožajo. 4. Na intenzivnost Brownovega gibanja vplivajo velikost in masa Brownovega delca, temperatura in viskoznost tekočine. 5. Opazovanje Brownovega gibanja je zelo težka naloga, saj morate: znati uporabljati mikroskop, odpraviti vpliv negativnih zunanjih dejavnikov (vibracije, nagibanje mize), opazovati hitro, preden tekočina izhlapi.
24 diapozitiv
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/broun.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
Diapozitiv 1
Brownovo gibanje.
Izpolnili: Yuliya Bakovskaya in Albina Voznyak, učenci 10. razreda Preveril: L.V. Tsipenko, učitelj fizike, 2012
Diapozitiv 2
Brownovo gibanje - v naravoslovju naključno gibanje mikroskopsko majhnih, vidnih delcev trdne snovi, suspendiranih v tekočini (ali plinu) (zrnca prahu, delci cvetnega prahu rastlin itd.), ki jih povzroča toplotno gibanje delcev tekočine. (ali plin). Pojmov "Brownovo gibanje" in "toplotno gibanje" ne smemo zamenjevati: Brownovo gibanje je posledica in dokaz obstoja toplotnega gibanja.
Diapozitiv 3
Bistvo pojava
Brownovo gibanje nastane zaradi dejstva, da so vse tekočine in plini sestavljeni iz atomov ali molekul - drobnih delcev, ki so v stalnem kaotičnem toplotnem gibanju in zato nenehno potiskajo Brownove delce iz različnih smeri. Ugotovljeno je bilo, da veliki delci z velikostjo nad 5 µm praktično ne sodelujejo pri Brownovem gibanju (so stacionarni ali sedimentirani), manjši delci (manj kot 3 µm) se premikajo naprej po zelo zapletenih trajektorijah ali se vrtijo. Ko je veliko telo potopljeno v medij, se udarci, ki se pojavljajo v velikih količinah, povprečijo in tvorijo stalen tlak. Če je veliko telo obdano z okoljem z vseh strani, potem je tlak praktično uravnotežen, ostane le Arhimedova dvižna sila - tako telo gladko lebdi ali potone. Če je telo majhno, kot Brownov delec, potem postanejo opazna nihanja tlaka, ki ustvarjajo opazno naključno spremenljivo silo, ki vodi v nihanje delca. Brownovi delci običajno ne potonejo ali lebdijo, ampak lebdijo v mediju.
Diapozitiv 4
Odkritje Brownovega gibanja
Ta pojav je odkril R. Brown leta 1827, ko je raziskoval cvetni prah rastlin. Škotski botanik Robert Brown (včasih se njegov priimek prepisuje kot Brown) je za časa svojega življenja kot najboljši poznavalec rastlin prejel naziv »Princ«. botanikov." Našel je veliko čudovitih odkritij. Leta 1805 je po štiriletni ekspediciji v Avstralijo v Anglijo prinesel približno 4000 vrst avstralskih rastlin, ki jih znanstveniki niso poznali, in jih preučeval več let. Opisane rastline, prinesene iz Indonezije in Srednje Afrike. Preučeval je fiziologijo rastlin in prvič podrobno opisal jedro rastlinske celice. Sanktpeterburška akademija znanosti ga je imenovala za častnega člana. Toda ime znanstvenika je zdaj splošno znano ne zaradi teh del. Leta 1827 je Brown izvedel raziskavo cvetnega prahu rastlin. Zanimalo ga je predvsem, kako cvetni prah sodeluje pri oploditvi. Nekoč je pod mikroskopom preiskoval podolgovata citoplazemska zrna, suspendirana v vodi iz celic cvetnega prahu severnoameriške rastline Clarkia pulchella. Nenadoma je Brown videl, da najmanjša trdna zrna, ki jih je bilo komaj videti v kapljici vode, neprestano trepetajo in se premikajo z mesta na mesto. Ugotovil je, da ta gibanja po njegovih besedah »niso povezana niti s tokovi v tekočini niti z njenim postopnim izhlapevanjem, temveč so lastna delcem samim«. Zdaj, če ponovimo Brownovo opažanje, je dovolj imeti ne preveč močan mikroskop in z njim pregledati dim v zatemnjeni škatli, osvetljen skozi stransko luknjo s snopom močne svetlobe. V plinu se pojav manifestira veliko jasneje kot v tekočini: vidni so majhni koščki pepela ali saj (odvisno od vira dima), ki sipajo svetlobo in nenehno skačejo naprej in nazaj. V raztopini črnila je mogoče opazovati Brownovo gibanje: pri 400-kratni povečavi je gibanje delcev že zlahka razločno. Kot se pogosto zgodi v znanosti, so mnogo let kasneje zgodovinarji odkrili, da je davnega leta 1670 izumitelj mikroskopa, Nizozemec Antonie Leeuwenhoek, očitno opazil podoben pojav, a redkost in nepopolnost mikroskopov, embrionalno stanje molekularne znanosti v tistem času Leeuwenhoekovo opazovanje ni vzbudilo pozornosti, zato odkritje upravičeno pripisujemo Brownu, ki ga je prvi podrobno preučil in opisal.
Opis predstavitve po posameznih diapozitivih:
1 diapozitiv
Opis diapozitiva:
2 diapozitiv
Opis diapozitiva:
BROWNIEVO GIBANJE Poleti leta 1827 je Brown med preučevanjem obnašanja cvetnega prahu pod mikroskopom nenadoma odkril, da posamezne trose izvajajo popolnoma kaotična impulzna gibanja. Zagotovo je ugotovil, da ta gibanja nikakor niso povezana z vrtinčenjem in tokovi vode ali z njenim izhlapevanjem, nakar je, ko je opisal naravo gibanja delcev, pošteno priznal svojo nemoč, da bi razložil izvor tega kaotično gibanje. Vendar pa je Brown kot natančen eksperimentator ugotovil, da je tako kaotično gibanje značilno za vse mikroskopske delce, pa naj gre za cvetni prah rastlin, suspendirane minerale ali katero koli zdrobljeno snov na splošno.
3 diapozitiv
Opis diapozitiva:
BROWNOVO GIBANJE je toplotno gibanje drobnih delcev, suspendiranih v tekočini ali plinu. Brownovi delci se premikajo pod vplivom molekularnih udarcev. Zaradi naključnosti toplotnega gibanja molekul se ti vplivi med seboj nikoli ne uravnotežijo. Posledično se hitrost Brownovega delca naključno spreminja v velikosti in smeri, njegova pot pa je zapletena cik-cak črta.
4 diapozitiv
Opis diapozitiva:
SILE INTERAKCIJE Če med molekulami ne bi bilo privlačnih sil, bi bila vsa telesa pod kakršnimi koli pogoji samo v plinastem stanju. Toda same privlačne sile ne morejo zagotoviti obstoja stabilnih tvorb atomov in molekul. Pri zelo majhnih razdaljah med molekulami nujno delujejo odbojne sile. Zahvaljujoč temu molekule ne prodirajo druga v drugo in kosi snovi se nikoli ne stisnejo na velikost ene molekule.
5 diapozitiv
Opis diapozitiva:
Čeprav so molekule na splošno električno nevtralne, kljub temu na kratkih razdaljah med njimi delujejo pomembne električne sile: elektroni in atomska jedra sosednjih molekul medsebojno delujejo
6 diapozitiv
Opis diapozitiva:
AGREGATNA STANJA Ista snov je lahko glede na pogoje v različnih agregatnih stanjih. Molekule snovi v trdnem, tekočem ali plinastem stanju se med seboj ne razlikujejo. Agregacijsko stanje snovi določajo lokacija, narava gibanja in interakcija molekul.
7 diapozitiv
Opis diapozitiva:
LASTNOSTI TRDNIH, TEKOČIH IN PLINASTIH TELES. Agregatno stanje. Razporeditev delcev. Narava gibanja delcev. Energija interakcije. Nekatere lastnosti. Trdna. Razdalje so primerljive z velikostjo delcev. Prave trdne snovi imajo kristalno strukturo (dolgoročni red). Nihanja okoli ravnotežnega položaja. Potencialna energija je veliko večja od kinetične. Interakcijske sile so velike. Ohranja obliko in volumen. Elastičnost. Moč. Trdota. Imajo določeno tališče in kristalizacijsko točko. Tekočina Nahaja se skoraj blizu drug drugega. Upošteva se red kratkega dosega. Večinoma nihajo okoli ravnotežnega položaja, občasno preskočijo na drugega. Kinetična energija je le malo manjša od potencialne energije. Obdržijo volumen, vendar ne ohranijo oblike. Malo stisljivo. Tekočina. plinasto. Razdalje so veliko večje od velikosti delcev. Lokacija je popolnoma kaotična. Kaotično gibanje s številnimi trki. Hitrosti so relativno visoke. Kinetična energija je v modulu veliko večja od potencialne energije. Ne ohranijo ne oblike ne volumna. Enostavno stisljivo. Izpolnite celotno količino, ki jim je na voljo.
8 diapozitiv
Opis diapozitiva:
Plin se širi, dokler ne zapolni celotne prostornine, ki mu je dodeljena. Če plin obravnavamo na molekularni ravni, bomo videli molekule, ki naključno hitijo in trčijo med seboj in s stenami posode, ki pa med seboj praktično ne delujejo. Če povečate ali zmanjšate prostornino posode, se bodo molekule enakomerno prerazporedile v novi prostornini STRUKTURA PLINOV
Diapozitiv 9
Opis diapozitiva:
STRUKTURA PLINOV 1. Molekule med seboj ne delujejo 2. Razdalje med molekulami so desetkrat večje od velikosti molekul 3. Plini se zlahka stisnejo 4. Velike hitrosti gibanja molekul 5. Zavzemajo celotno prostornino posoda 6. Trki molekul ustvarjajo tlak plina
10 diapozitiv
Opis diapozitiva:
Tekočina pri določeni temperaturi zavzema določeno prostornino, vendar ima tudi obliko posode, ki jo polnimo - vendar le pod nivojem njene površine. Na molekularni ravni si tekočino najlažje predstavljamo kot sferične molekule, ki se lahko, čeprav so v tesnem stiku druga z drugo, prosto kotalijo druga okoli druge, kot okrogle kroglice v kozarcu. Nalijte tekočino v posodo – in molekule se bodo hitro razširile in zapolnile spodnji del prostornine posode, posledično bo tekočina dobila svojo obliko, ne pa se bo razširila po celotnem volumnu posode. ZGRADBA TEKOČIN
11 diapozitiv
Yuldasheva Lolita
Biografija Roberta Browna, izkušnje s cvetnim prahom, vzroki Brownovega gibanja.
Prenesi:
Predogled:
Če želite uporabljati predogled predstavitev, ustvarite Google Račun in se prijavite vanj: https://accounts.google.com
Podnapisi diapozitivov:
Predstavitev o fiziki "Brownovo gibanje" učenca 7. razreda državne proračunske izobraževalne ustanove Srednja šola št. 1465 po imenu admiral N.G. Kuznetsova Yuldasheva Lolita Učitelj fizike: L.Yu. Kruglova
Brownovo gibanje
Biografija Roberta Browna (1773-1858), britanskega (škotskega) botanika poznega 18. - prve polovice 19. stoletja, morfologa in taksonoma rastlin, odkritelja "Brownovega gibanja". Rodil se je 21. decembra 1773 v Montrosu na Škotskem, študiral je v Aberdeenu in študiral medicino in botaniko na Univerzi v Edinburghu v letih 1789-1795. Leta 1795 je vstopil v severni polk škotske milice kot fenrich (praporščak) in pomočnik kirurga, s katerim je bil nameščen na Irskem. Tu je zbiral avtohtone rastline in srečal botanika sira Josepha Banksa. Njegov prizadevni študij naravoslovja mu je prinesel prijateljstvo z Banksom, na čigar priporočilo je bil imenovan za botanika na odpravi, ki je bila leta 1801 poslana na ladjo Investigator pod poveljstvom kapitana Flindersa, da bi raziskala obalo Avstralije. Skupaj z umetnikom Ferdinandom Bauerjem je obiskal dele Avstralije, nato Tasmanijo in otočje Bass Strait. Predvsem sta ga zanimala flora in favna teh dežel. Leta 1805 se je Brown vrnil v Anglijo in s seboj prinesel približno 4000 vrst avstralskih rastlin, veliko ptic in mineralov za Banksovo zbirko; več let je razvijal to bogato gradivo, ki ga še nihče ni prinesel iz daljnih držav. Opisane rastline, prinesene iz Indonezije in Srednje Afrike. Preučeval je fiziologijo rastlin in prvič podrobno opisal jedro rastlinske celice. Sanktpeterburška akademija znanosti ga je imenovala za častnega člana. Toda ime znanstvenika je zdaj splošno znano ne zaradi teh del. Član Kraljeve družbe v Londonu (od 1810). Od leta 1810 do 1820 je bil Robert Brown odgovoren za Linneanovo knjižnico in obsežne zbirke svojega mecena Banksa, predsednika Kraljeve družbe v Londonu. Leta 1820 je postal knjižničar in kustos botaničnega oddelka Britanskega muzeja, kamor so bile po Banksovi smrti prenesene zbirke slednjega.
Izkušnja Roberta Browna Brown je v tišini svoje londonske pisarne leta 1827 preučeval ekstrahirane vzorce rastlin skozi mikroskop. Na vrsto je prišel cvetni prah, ki je v bistvu drobna zrna. Ko je Brown kapnil kapljico vode na pokrovno steklo, je vanj vnesel določeno količino cvetnega prahu. Ko je pogledal skozi mikroskop, je Brown ugotovil, da se v goriščni ravnini mikroskopa dogaja nekaj nerazumljivega. Delci cvetnega prahu so se ves čas premikali na kaotičen način, kar je raziskovalcu onemogočalo pregled. Brown se je odločil svojim kolegom povedati svoja opažanja. Članek, ki ga je objavil Brown, je imel naslov, tipičen za ta ležerni čas: »Kratek pregled mikroskopskih opazovanj o delcih v cvetnem prahu rastlin junija in avgusta 1827; in o obstoju aktivnih molekul v organskih in anorganskih telesih."
Brownovo gibanje Brownovo opažanje so potrdili tudi drugi znanstveniki. Najmanjši delci so se obnašali kot živi, "ples" delcev pa se je pospeševal z naraščanjem temperature in zmanjševanjem velikosti delcev ter očitno upočasnjeval pri zamenjavi vode z bolj viskoznim medijem. Ta osupljivi pojav se ni nikoli ustavil: opazovali so ga lahko poljubno dolgo. Brown je sprva celo mislil, da so v polje mikroskopa res padla živa bitja, še posebej, ker je cvetni prah moške reproduktivne celice rastlin, a tam so bili tudi delci odmrlih rastlin, tudi tistih, posušenih pred sto leti v herbariju.
Tedaj se je Brown spraševal, ali so to »elementarne molekule živih bitij«, o katerih je govoril slavni francoski naravoslovec Georges Buffon (1707–1788), avtor 36-delne Naravoslovja. Ta predpostavka je odpadla, ko je Brown začel preiskovati očitno nežive predmete; sprva so bili zelo majhni delci premoga, pa tudi saje in prah iz londonskega zraka, nato fino zmlete anorganske snovi: steklo, številni različni minerali. »Aktivne molekule« so bile povsod: »V vsakem mineralu,« je zapisal Brown, »ki mi ga je uspelo zdrobiti v prah do te mere, da ga lahko nekaj časa suspendiramo v vodi, sem v večji ali manjši količini našel te molekule. ."
Povedati je treba, da Brown ni imel nobenega najnovejšega mikroskopa. V članku posebej poudarja, da je imel navadne bikonveksne leče, ki jih je uporabljal več let. In nadaljuje: "Skozi celotno študijo sem še naprej uporabljal iste leče, s katerimi sem začel delo, da bi svojim izjavam dal več verodostojnosti in jih naredil čim bolj dostopne običajnim opazovanjem."
Zdaj, če ponovimo Brownovo opažanje, je dovolj imeti ne preveč močan mikroskop in z njim pregledati dim v zatemnjeni škatli, osvetljen skozi stransko luknjo s snopom močne svetlobe. V plinu se pojav manifestira veliko jasneje kot v tekočini: vidni so majhni koščki pepela ali saj (odvisno od vira dima), ki sipajo svetlobo in nenehno skačejo naprej in nazaj. Kakovostno je bila slika precej verjetna in celo vizualna. Majhna vejica ali žuželka bi se morala premikati na približno enak način, potisnjena (ali vlečena) v različne smeri številnih mravelj. Ti manjši delci so bili pravzaprav v besednjaku znanstvenikov, vendar jih nihče ni nikoli videl. Imenovali so jih molekule; V prevodu iz latinščine ta beseda pomeni "majhna masa".
Trajektorije Brownovih delcev
Brownovi delci imajo velikost reda 0,1–1 μm, tj. od tisočinke do desettisočinke milimetra, zato je Brown lahko razločil njihovo gibanje, saj je gledal drobna citoplazemska zrnca in ne sam cvetni prah (o čemer se pogosto zmotno piše). Težava je v prevelikih celicah cvetnega prahu. Tako je pri cvetnem prahu travniških trav, ki ga prenaša veter in povzroča alergijske bolezni pri ljudeh (seneni nahod), velikost celic običajno v območju 20 - 50 mikronov, tj. so preveliki za opazovanje Brownovega gibanja. Pomemben je tudi podatek, da se posamezni premiki Brownovega delca pojavljajo zelo pogosto in na zelo kratkih razdaljah, tako da jih ni mogoče videti, pod mikroskopom pa so vidni premiki, ki so se zgodili v določenem časovnem obdobju. Zdi se, da je že samo dejstvo obstoja Brownovega gibanja nedvoumno dokazovalo molekularno strukturo snovi, a že na začetku 20. st. Bili so znanstveniki, vključno s fiziki in kemiki, ki niso verjeli v obstoj molekul. Atomsko-molekularna teorija se je le počasi in s težavo uveljavljala.
Brownovo gibanje in difuzija. Gibanje Brownovih delcev je po videzu zelo podobno gibanju posameznih molekul, ki je posledica njihovega toplotnega gibanja. To gibanje imenujemo difuzija. Še pred delom Smoluchowskega in Einsteina so bili ugotovljeni zakoni gibanja molekul v najpreprostejšem primeru plinastega stanja snovi. Izkazalo se je, da se molekule v plinih premikajo zelo hitro – s hitrostjo naboja, ne morejo pa leteti daleč, saj zelo pogosto trčijo z drugimi molekulami. Na primer, molekule kisika in dušika v zraku, ki se gibljejo s povprečno hitrostjo približno 500 m/s, vsako sekundo doživijo več kot milijardo trkov. Zato bi bila pot molekule, če bi ji bilo mogoče slediti, kompleksna lomljena črta. Brownovi delci prav tako opisujejo podobno trajektorijo, če je njihov položaj zabeležen v določenih časovnih intervalih. Tako difuzija kot Brownovo gibanje sta posledica kaotičnega toplotnega gibanja molekul in ju zato opisujejo podobni matematični odnosi. Razlika je v tem, da se molekule v plinih gibljejo premočrtno, dokler ne trčijo z drugimi molekulami, nato pa spremenijo smer.
Brownov delec, za razliko od molekule, ne izvaja nobenih "prostih letov", ampak doživlja zelo pogoste majhne in neenakomerne "trepetaje", zaradi katerih se kaotično premika v eno ali drugo smer. Izračuni so pokazali, da se pri delcu velikosti 0,1 mikrona en premik zgodi v treh milijardah sekunde na razdalji le 0,5 nm (1 nm = m). Kot je primerno rekel neki avtor, to spominja na premikanje prazne pločevinke piva na trgu, kjer se je zbrala množica ljudi. Difuzijo je veliko lažje opazovati kot Brownovo gibanje, saj ne potrebuje mikroskopa: gibanja ne opazujemo posameznih delcev, temveč njihovih ogromnih mas, zagotoviti morate le, da difuzije ne prekriva konvekcija – mešanje snovi kot posledica vrtinčnih tokov (takšne tokove zlahka opazimo, če v kozarec vroče vode kanemo kapljico obarvane raztopine, na primer črnila).
Vzroki Brownovega gibanja. Brownovo gibanje nastane zaradi dejstva, da so vse tekočine in plini sestavljeni iz atomov ali molekul - drobnih delcev, ki so v stalnem kaotičnem toplotnem gibanju in zato nenehno potiskajo Brownove delce iz različnih smeri. Ugotovljeno je bilo, da veliki delci z velikostjo nad 5 µm praktično ne sodelujejo pri Brownovem gibanju (so stacionarni ali sedimentirani), manjši delci (manj kot 3 µm) se premikajo naprej po zelo zapletenih trajektorijah ali se vrtijo. Ko je veliko telo potopljeno v medij, se udarci, ki se pojavljajo v velikih količinah, povprečijo in tvorijo stalen tlak. Če je veliko telo obdano z okoljem z vseh strani, potem je tlak praktično uravnotežen, ostane le Arhimedova dvižna sila - tako telo gladko lebdi ali potone. Če je telo majhno, kot Brownov delec, potem postanejo opazna nihanja tlaka, ki ustvarjajo opazno naključno spremenljivo silo, ki vodi v nihanje delca. Brownovi delci običajno ne potonejo ali lebdijo, ampak lebdijo v mediju.