Brownův pohyb je náhodný pohyb částic v plynu nebo kapaliny způsobené nerovným bombardování jiných molekul v médiu. V roce 1827 si Robert Brown poprvé všiml, že pylové zrno zavěšené ve vodě se pohybuje v náhodném vzoru. Později v roce 1905, Albert Einstein odvodil kvantitativní vyjádření pro Brownův pohyb pomocí kinetické teorie molekul.,
zde je návod, jak funguje Brownian motion: řekněme, že ping pongová koule uvnitř kontejneru představuje částice kapaliny. Podle kinetické teorie molekul jsou atomy neustále v pohybu, což vede ke kolizím a způsobuje náhodné pohyby. Takže, když máte další větší částice v kapalině, jako červená koule, můžete vidět, že se náhodně pohupuje kvůli ostatním ping pongovým míčkům. Proto červená koule představuje částici, která prochází Brownianovým pohybem.,
Pomocí statistické analýzy a empirických důkazů, Einstein odvodil, že posunutí x, nejkratší vzdálenost od počáteční do konečné polohy částice, z Brownova částice je rovno odmocnině z 2Dt, kde t je čas a D je difúzní konstanta, která je dána Stokes-Einsteinova vzorce a závisí především na viskozitě a teplotě kapaliny. Větší difúzní konstanta znamená, že posun Brownovy částice bude také větší.
vidíme, že difúze je makroskopickým projevem Brownianova pohybu., V převařené vody a pravidelné voda z kohoutku, budeme vidět difuzní konstanta v práci pomocí barvivo: barvivo šíří rychleji v převařené vody, než je běžné vody, protože větší množství náhodných srážkách může dojít vzhledem k vyšší teplotě, nutí barvivo se pohybovat v náhodném cestu, která se šíří rychleji. To je Brownianův pohyb!
existují dva typy Brownova pohybu: nezaujaté náhodné procházky a zkreslené náhodné procházky. Uvažujme o Brownově částice jako turista, který je ztracen ve velkém městě., Nemají absolutně tušení, kam by měli jít, takže pravděpodobnost, že se budou pohybovat jakýmkoli směrem, je stejná, protože jsou tak ztraceni. Tomu se říká nezaujatá náhodná procházka.
Nicméně, většina případů Brownův pohyb jsou neobjektivní náhodné procházky, což znamená, že mají pravděpodobnost cestování v preferovaném směru. Toto zkreslení je způsobeno hlavně přítomností difuzního koeficientu. Je to jako předat mapu turistovi; konečně získají smysl pro směr a mají vyšší pravděpodobnost dosažení správného cíle., Příklad neobjektivní Brownův pohyb je vidět v cestovní neurotransmiterů v celé neurony, stejně jako gelové elektroforézy, protože částice mají afinitu k určitým směrem.
nejlepší část o Brownian motion je, že je to všude kolem nás! Brownova pohybu model je použitelný pro každodenní život: to vysvětluje, jak molekuly jsou přenášeny v průběhu mobilní navigace robotů na náhodný terén výpočetní genetický drift v biologii, aby predikce ceny akcií v oblasti financí., Je úžasné, jak fyzika a věda daly lidstvu způsob, jak se vypořádat s náhodnými situacemi. To vše díky Brownian motion.
Napsat komentář