Se você misturar tinta ou tinta em água, e então olhar para esta água sob um microscópio, você pode ver o movimento rápido das menores partículas de fuligem ou tinta em diferentes direções. O que provoca tais movimentos?
Quem descobriu e quando
Em 1827, o biólogo inglês Robert Brown observou através de um microscópio uma gota de água, que acidentalmente pegou uma pequena quantidade de pólen. Ele viu que as menores partículas de pólen estavam dançando, movendo-se caoticamente no líquido. Assim, foi descoberto o movimento browniano em homenagem a esse cientista - o movimento das menores partículas dissolvidas em um líquido ou gás. Após observar os diferentes tipos de pólen de sua coleção, o biólogo dissolveu os minerais em pó em água.
Como resultado, Brown estava convencido de que tal movimento caótico era causado não pelo próprio líquido e não por influências externas sobre o líquido, mas diretamente pelo movimento interno da menor partícula. Essa partícula, por analogia com o movimento observado, foi chamada de "partícula browniana".
Desenvolvimento da teoria, seus seguidores
Mais tarde, a descoberta de Brown foi confirmada, ampliada e especificada, com base na teoria cinética molecular, por A. Einstein e M. Smoluchowski. E o físico francês Perrin, vinte anos depois, graças ao aperfeiçoamento dos microscópios no processo de estudo do movimento aleatório de uma partícula browniana, confirmou a existência de moléculas propriamente ditas. A observação do movimento browniano permitiu a Perrin calcular o número de moléculas em 1 mol de qualquer gás e derivar a fórmula barométrica.
A descoberta do movimento de uma partícula browniana serviu como prova da existência de partículas muito menores, nem mesmo visíveis ao microscópio - moléculas de um líquido e de qualquer outra substância. São as moléculas que, com seu movimento constante, forçam as partículas de pólen, fuligem ou tinta a se moverem.
Definição e tamanho
Se você observar as partículas da carcaça suspensas na água através de um microscópio, você notará que grãos de tamanhos diferentes se comportam de forma diferente. Partículas relativamente volumosas, sofrendo o mesmo número de choques de todos os lados durante um certo período de tempo, não começam a se mover. E pequenas partículas para o mesmo intervalo de tempo recebem impactos não compensados unilaterais, empurrando-os para o lado, e se movem.
Qual é o tamanho de uma partícula browniana exposta a moléculas? Foi empiricamente comprovado que grãos de pólen citoplasmáticos não maiores que 3 micrômetros (µm), ou 10-6 metros, ou 10-3milímetro. Partículas maiores não se tornam participantes do movimento constante descoberto por Brown.
Então, vamos responder a pergunta "o que é uma partícula browniana". São os menores grãos de uma substância com tamanho não superior a 3 mícrons, que ficam suspensos em um líquido ou gás, em constante movimento caótico sob a influência das moléculas do meio em que se encontram.
Teoria Cinética Molecular
O movimento browniano não para, não diminui no tempo. Isso explica o conceito da teoria cinética molecular, que diz que as moléculas de qualquer substância estão em constante movimento térmico. Com o aumento da temperatura do meio, a velocidade de movimento das moléculas aumenta e, consequentemente, a partícula browniana, que está sujeita a impactos moleculares, também acelera.
Além da temperatura da matéria, a velocidade do movimento browniano também depende da viscosidade do meio e do tamanho da partícula suspensa. O movimento atingirá sua velocidade máxima quando a temperatura da substância ao redor da partícula for alta, a própria substância não for viscosa e as partículas de poeira forem as menores.
Moléculas de uma substância na qual estão localizadas as menores partículas, colidindo aleatoriamente, aplicam uma força resultante (produzem um empurrão), causando uma mudança na direção do movimento do pólen. Mas essas flutuações são muito curtas no tempo e quase imediatamente a direção da força aplicada muda, o que leva a uma mudança na direção do movimento.
O exemplo mais simples e claro que permite entender o que é uma partícula browniana é o movimento das partículas de poeira, visíveis em um raio de sol oblíquo. Em 99-55 anos. BC e. o antigo poeta romano Lucrécio explicou com precisão a causa do movimento errático no poema filosófico "Sobre a natureza das coisas".
Olhe aqui: sempre que a luz do sol passar
Em nossas moradas e a escuridão corta com seus raios, Muitos corpos pequenos no vazio, você verá, piscando, Correndo para frente e para trás em um brilho radiante de luz.
Você pode entender disso como incansavelmente
O começo das coisas no vasto vazio é inquieto.
Então, sobre grandes coisas, ajude a entender
Pequenas coisas, traçando o caminho para sua compreensão.
Além disso, porque você precisa prestar atenção
Ao tumulto nos corpos tremeluzindo à luz do sol
O que você sabe sobre matéria e movimento, O que acontece nele secretamente e escondido da vista.
Pois lá você verá quantas partículas de poeira mudam
O caminho dos choques ocultos e voar de volta, Para sempre para frente e para trás correndo em todas as direções.
Muito antes do advento da moderna tecnologia de ampliação, Lucrécio, observando um análogo do movimento visto por Brown, chegou à conclusão de que existem as menores partículas de matéria. Brown confirmou isso fazendo uma das descobertas científicas mais importantes.
