Броуновское движение
⚡ Физика · 7 класс
Открытие беспорядочного движения частиц
Броуновским движением называют беспорядочное движение мелких частиц, взвешенных в жидкости или газе. Это движение впервые наблюдал английский ботаник Роберт Броун, рассматривая под микроскопом крошечные частицы пыльцы внутри капли воды. Они непрерывно и хаотично дёргались в разные стороны и никогда не останавливались.
Долгое время причина оставалась загадкой. Сначала думали, что частицы живые. Но потом то же движение увидели у заведомо неживых частиц краски и сажи. Стало ясно: причина — в самой воде.
Почему частицы движутся
Молекулы жидкости находятся в постоянном беспорядочном движении и ударяют по взвешенной частице со всех сторон. Эти удары не уравновешиваются точно: в какой-то миг с одной стороны ударов чуть больше, и частица получает толчок в случайном направлении. В следующий миг — толчок в другую сторону.
Главный вывод: броуновское движение — прямое доказательство того, что молекулы вещества действительно движутся непрерывно и беспорядочно.
От чего зависит движение
| Условие | Как меняется движение частиц |
|---|---|
| Повышение температуры | движение усиливается |
| Уменьшение размера частицы | движение заметнее |
| Понижение температуры | движение ослабевает |
| Очень крупная частица | движение почти незаметно |
Наблюдение под микроскопом:
Холодная вода — частицы дёргаются медленно
Тёплая вода — те же частицы дёргаются заметно быстрееЧем меньше частица, тем сильнее сказывается неравенство ударов, поэтому крупные песчинки в воде почти не дрожат, а мельчайшие пылинки мечутся очень быстро.
Броуновское движение никогда не прекращается
Важная особенность этого движения в том, что оно вечное: частицы дёргаются непрерывно, пока существует вещество и его температура не равна абсолютному нулю. Их нельзя остановить, дав им «успокоиться», ведь молекулы вокруг не останавливаются никогда. Это отличает броуновское движение от обычного механического: толкнутый мяч рано или поздно остановится из-за трения, а броуновская частица движется без конца.
Можно увидеть и в воздухе
Броуновское движение наблюдают не только в жидкости. Мельчайшие частицы дыма или пыли в воздухе тоже беспорядочно мечутся под ударами молекул газа. Иногда такое движение можно заметить, разглядывая пылинки в узком луче солнечного света: они не висят неподвижно, а слегка подрагивают и плавают.
Связь с диффузией
Броуновское движение тесно связано с диффузией — самопроизвольным перемешиванием веществ. Оба явления объясняются одним и тем же: непрерывным беспорядочным движением молекул. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы и тем активнее идут оба процесса. Именно поэтому сахар быстрее растворяется в горячем чае, чем в холодном.
Частые ошибки: думают, что частицы движутся сами по себе или что они живые; считают, что в микроскоп видны сами молекулы (видны крупные взвешенные частицы, а не молекулы); забывают про роль температуры.
Кратко о главном
- Броуновское движение — хаотичное движение взвешенных частиц.
- Его причина — беспорядочные удары молекул жидкости или газа.
- Оно доказывает непрерывное движение молекул.
- С повышением температуры движение усиливается.