Броунівський рух
Учениці 10 "В" класу
Оніщук Катерини
Зміст
Поняття Броунівського руху
Закономірності Броунівського руху і застосування в науці
Поняття Броунівського руху з точки зору теорії Хаосу
Рух більярдного кульки
Інтеграція детермірованних фракталів і хаос
Поняття броунівського руху
Броунівський рух, правильніше брауновского рух, теплове рух частинок речовини (розмірами в декількох мкм і менше), перебувають у зваженому стані в рідині або в газі частинок. Причиною броунівського руху є ряд не скомпенсованих імпульсів, які отримує броунівська частинка від оточуючих її молекул рідини або газу. Відкрито Р. Броуном (1773 - 1858) в 1827. Видимі тільки під мікроскопом зважені частинки рухаються незалежно один від одного і описують складні зигзагоподібні траєкторії. Броунівський рух не слабшає з часом і не залежить від хімічних властивостей середовища. Інтенсивність Броунівського руху збільшується із зростанням температури середовища і зі зменшенням її в'язкості і розмірів часток.
Послідовне пояснення Броунівського руху було дано А. Ейнштейном і М. Смолуховським в 1905-06 на основі молекулярно-кінетичної теорії. Відповідно до цієї теорії, молекули рідини або газу знаходяться в постійному тепловому русі, причому імпульси різних молекул неоднакові за величиною і напрямком. Якщо поверхня частинки, вміщеній в таке середовище, мала, як це має місце для броунівський частинки, то удари, які відчувають частинкою з боку оточуючих її молекул, що не будуть точно компенсуватися. Тому в результаті "Бомбардування" молекулами броунівська частка приходить в безладний рух, змінюючи величину і напрямок своєї швидкості приблизно 10 14 раз в сек. При спостереженні Броунівського руху фіксується (див. Рис . 1 ) положення частки через рівні проміжки часу. Звичайно, між спостереженнями частинка рухається не прямолінійно, але з'єднання послідовних положень прямими лініями дає умовну картину руху.
Броунівський рух частинки гуммигута у воді (Рис.1)
В
Закономірності Броунівського руху
Закономірності Броунівського руху служать наочним підтвердженням фундаментальних положень молекулярно-кінетичної теорії. Загальна картина Броунівського руху описується законом Ейнштейна для середнього квадрата зсуву частки вздовж будь-якого напрямку х. Якщо за час між двома вимірами відбувається досить велике число зіткнень частинки з молекулами, то пропорційно цьому часу t:
= 2D
Тут D - коефіцієнт дифузії, який визначається опором, що чиниться в'язкою середовищем рухомої в ній частці. Для сферичних частинок радіуса, а він дорівнює:
D = kT/6pha, (2)
...
