Jika Anda mencampur tinta atau cat dalam air, dan kemudian melihat air ini di bawah mikroskop, Anda dapat melihat pergerakan cepat partikel jelaga atau cat terkecil ke arah yang berbeda. Apa yang memprovokasi gerakan seperti itu?
Siapa yang menemukan dan kapan
Pada tahun 1827, ahli biologi Inggris Robert Brown mengamati melalui mikroskop setetes air, yang secara tidak sengaja mendapat sedikit serbuk sari. Dia melihat bahwa partikel terkecil dari serbuk sari sedang menari, bergerak kacau dalam cairan. Jadi gerakan Brown dinamai ilmuwan ini ditemukan - gerakan partikel terkecil yang dilarutkan dalam cairan atau gas. Setelah mengamati berbagai jenis serbuk sari dalam koleksinya, ahli biologi itu melarutkan bubuk mineral dalam air.
Akibatnya, Brown yakin bahwa gerakan kacau tersebut tidak disebabkan oleh cairan itu sendiri dan bukan oleh pengaruh eksternal pada cairan, tetapi secara langsung oleh gerakan internal partikel terkecil. Partikel ini, dengan analogi dengan gerakan yang diamati, disebut "partikel Brown".
Perkembangan teori, pengikutnya
Kemudian, penemuan Brown dikonfirmasi, diperluas dan ditentukan, berdasarkan teori kinetik molekuler, oleh A. Einstein dan M. Smoluchowski. Dan fisikawan Prancis Perrin, dua puluh tahun kemudian, berkat peningkatan mikroskop dalam proses mempelajari gerakan acak partikel Brown, menegaskan keberadaan molekul yang tepat. Pengamatan gerak Brown memungkinkan Perrin untuk menghitung jumlah molekul dalam 1 mol gas apa pun dan menurunkan rumus barometrik.
Penemuan pergerakan partikel Brown menjadi bukti keberadaan partikel yang jauh lebih kecil, bahkan tidak terlihat di mikroskop - molekul cairan dan zat lainnya. Molekullah yang, dengan gerakan konstannya, memaksa partikel serbuk sari, jelaga, atau cat untuk bergerak.
Definisi dan ukuran
Jika Anda melihat partikel bangkai yang tersuspensi dalam air melalui mikroskop, Anda akan melihat bahwa butiran dengan ukuran berbeda berperilaku berbeda. Partikel yang relatif besar, yang mengalami jumlah guncangan yang sama dari semua sisi selama periode waktu tertentu, tidak mulai bergerak. Dan partikel kecil untuk interval waktu yang sama menerima dampak sepihak tanpa kompensasi, mendorongnya ke samping, dan bergerak.
Berapa ukuran partikel Brown yang terpapar molekul? Telah terbukti secara empiris bahwa butiran serbuk sari sitoplasma tidak lebih besar dari 3 mikrometer (µm), atau 10-6 meter, atau 10-3milimeter. Partikel yang lebih besar tidak berpartisipasi dalam gerakan konstan yang ditemukan oleh Brown.
Jadi, mari kita jawab pertanyaan "apa itu partikel Brown". Ini adalah butiran terkecil dari suatu zat dengan ukuran tidak lebih dari 3 mikron, yang tersuspensi dalam cairan atau gas, membuat gerakan kacau konstan di bawah pengaruh molekul media di mana mereka berada.
Teori Kinetik Molekuler
Gerakan Brown tidak berhenti, tidak melambat dalam waktu. Ini menjelaskan konsep teori kinetik molekuler, yang mengatakan bahwa molekul zat apa pun berada dalam gerakan termal konstan. Dengan peningkatan suhu medium, kecepatan pergerakan molekul meningkat, dan karenanya, partikel Brown, yang dikenai tumbukan molekul, juga berakselerasi.
Selain suhu materi, kecepatan gerak Brown juga bergantung pada viskositas medium dan ukuran partikel tersuspensi. Pergerakan akan mencapai kecepatan maksimum ketika suhu zat yang mengelilingi partikel tinggi, zat itu sendiri tidak akan kental, dan partikel debu akan menjadi yang terkecil.
Molekul zat di mana partikel terkecil berada, bertabrakan secara acak, menerapkan gaya resultan (menghasilkan dorongan), menyebabkan perubahan arah pergerakan serbuk sari. Tetapi fluktuasi seperti itu sangat singkat waktunya, dan hampir seketika arah gaya yang diterapkan berubah, yang mengarah pada perubahan arah gerakan.
Contoh paling sederhana dan paling jelas yang memungkinkan Anda untuk memahami apa itu partikel Brown adalah pergerakan partikel debu, yang terlihat dalam sinar matahari miring. Dalam 99-55 tahun. SM e. penyair Romawi kuno Lucretius secara akurat menjelaskan penyebab gerakan tidak menentu dalam puisi filosofis "On the Nature of Things."
Lihat di sini: setiap kali sinar matahari masuk
Ke tempat tinggal kami dan kegelapan menembus dengan sinarnya, Banyak tubuh kecil di kehampaan, Anda akan melihat, berkedip-kedip, Bergegas bolak-balik dalam pancaran cahaya yang bersinar.
Dapatkah Anda memahami dari sini betapa tanpa lelahnya
Awal dari kehampaan yang luas adalah kegelisahan.
Jadi tentang hal-hal besar membantu untuk memahami
Hal-hal kecil, menguraikan jalan untuk pemahaman mereka.
Selain itu, karena Anda perlu memperhatikan
Untuk gejolak di tubuh yang berkedip-kedip di bawah sinar matahari
Apa yang kamu ketahui dari materi dan gerak, Apa yang terjadi di dalamnya secara diam-diam dan tersembunyi dari pandangan.
Untuk Anda akan melihat di sana berapa banyak partikel debu yang berubah
Jalan dari guncangan tersembunyi dan terbang kembali, Selamanya bolak-balik berlari ke segala arah.
Jauh sebelum munculnya teknologi pembesar modern, Lucretius, mengamati analogi gerakan yang dilihat oleh Brown, sampai pada kesimpulan bahwa partikel terkecil dari materi ada. Brown mengkonfirmasi hal ini dengan membuat salah satu penemuan ilmiah terpenting.
