Brownin liike on satunnainen liike hiukkasia kaasun tai nesteen aiheuttama epätasainen pommituksen muiden molekyylien keskipitkällä. Vuonna 1827 Robert Brown huomasi ensimmäisen kerran, että veteen ripustettu siitepölyhiukkanen liikkui sattumanvaraisesti. Myöhemmin vuonna 1905 Albert Einstein kehitti Brownian liikkeelle kvantitatiivisen ilmaisun molekyylien kineettisen teorian avulla.,
Tässä on, miten Brownian motion toimii: sanotaanko, että ping pong-pallon sisällä säiliö edustaa hiukkasia nestemäistä. Molekyylien kineettisen teorian mukaan atomit ovat jatkuvasti liikkeessä, mikä johtaa törmäyksiin ja aiheuttaa satunnaisia liikkeitä. Kun nesteessä on toinen suurempi hiukkanen, kuten punainen pallo, näkee sen heiluvan satunnaisesti muiden pingispallojen takia. Siksi punainen pallo edustaa hiukkasta, joka käy läpi Brownian liikettä.,
Käyttämällä tilastollista analyysia ja empiirisiä todisteita, Einstein johdettu, että siirtymä x, lyhin etäisyys alkuperäisestä lopullinen kanta hiukkanen, on Brownin hiukkanen on yhtä suuri kuin neliöjuuri 2Dt, missä t on aika ja K on diffuusio vakio, joka määräytyy Stokes-Einsteinin kaava ja riippuu ensisijaisesti siitä, viskositeetti ja lämpötila nestettä. Suurempi diffuusiovakio tarkoittaa, että myös Brownialaisen hiukkasen siirtymä on suurempi.
voimme nähdä, että diffuusio on makroskooppinen Brownian liikkeen ilmentymä., Keitettyä vettä ja säännöllinen vesijohtovettä, näemme diffuusio jatkuva työssä käyttämällä väriaine: väriaine leviää nopeammin keitettyä vettä kuin säännöllisesti vettä, koska suurempi määrä satunnaisia törmäyksiä tapahdu, koska korkeampi lämpötila, pakottaa väriaine liikkua satunnainen polku, joka leviää nopeammin. Se on Brownianin esitys!
Brownian liikettä on kahdenlaisia: puolueettomia satunnaiskävelyjä ja puolueellisia satunnaiskävelyjä. Ajatelkaamme Brownian hiukkasta turistina, joka on eksynyt suurkaupunkiin., Heillä ei ole mitään käsitystä, minne heidän pitäisi mennä, joten todennäköisyys, että he liikkuvat mihinkään suuntaan, on yhtä suuri, koska he ovat niin hukassa. Tätä kutsutaan puolueettomaksi satunnaiseksi kävelyksi.
kuitenkin useimmat Brownian liikkeen tapaukset ovat puolueellisia satunnaiskävelyjä, eli niillä on todennäköisyys matkustaa haluamaansa suuntaan. Bias johtuu pääasiassa diffuusiokertoimen läsnäolosta. Se on kuin antaisi kartan turisti, he lopulta saada suuntavaisto ja on suurempi todennäköisyys päästä oikeaan kohteeseen., Esimerkki puolueellinen Brownin liike on nähty matkustaa välittäjäaineiden koko neuronien sekä geeli elektroforeesi, koska hiukkasia on affiniteetti tiettyyn suuntaan.
paras osa Brownian Motionista on se, että it ’ s all around us! Brownin liikkeen malli on sovellettavissa arkeen: se kertoo, miten molekyylit siirretään koko solun navigointi robotteja satunnainen maasto computing geneettinen drift biologian ennusteen osakekurssit rahoitus., On hämmästyttävää, miten fysiikka ja tiede ovat antaneet ihmiskunnalle tavan käsitellä satunnaisia tilanteita. Kaikki kiitos Brownian motion.
Vastaa