Brownian mozgás a részecskék véletlenszerű mozgása gázban vagy folyadékban, amelyet a közegben lévő más molekulák egyenlőtlen bombázása okoz. 1827-ben Robert Brown először észrevette, hogy a vízben szuszpendált pollenszem véletlenszerű mintában mozog. Később, 1905-ben Albert Einstein kvantitatív kifejezést eredményezett a Brown-mozgásra a molekulák kinetikus elméletével.,
így működik a Brown-mozgás: mondjuk, hogy egy ping-pong labda egy tartályban egy folyadék részecskéit képviseli. A molekulák kinetikus elmélete szerint az atomok folyamatosan mozgásban vannak, ami ütközésekhez vezet, véletlenszerű mozgásokat okoz. Tehát, ha van egy másik nagyobb részecske a folyadékban, mint egy piros golyó, láthatjuk, hogy véletlenszerűen ugrál a többi ping-pong golyó miatt. Ezért a piros golyó olyan részecske, amely Brown-mozgáson megy keresztül.,
A statisztikai analízis empirikus bizonyíték, Einstein következtetni, hogy az elmozdulás x, a legrövidebb távolság a kezdeti végső helyzetét részecske, a Brown részecske egyenlő a négyzetgyök 2Dt, ahol t az időt, D a diffúziós állandó, hogy határozza meg a Stokes-Einstein képlete pedig elsősorban attól függ, hogy viszkozitás hőmérséklet a folyadék. A nagyobb diffúziós állandó azt jelenti, hogy a Brown-részecske elmozdulása is nagyobb lesz.
láthatjuk, hogy a diffúzió a Brown-mozgás makroszkopikus megnyilvánulása., A forralt vízben és a rendszeres csapvízben a diffúziós állandót látjuk a munka során festékkel: a festék gyorsabban terjed forralt vízben, mint a szokásos vízben, mivel nagyobb mennyiségű véletlenszerű ütközés következik be a magasabb hőmérséklet miatt, arra kényszerítve a festéket, hogy egy véletlenszerű úton mozogjon, amely gyorsabban terjed. Ez Brownian mozgás!
kétféle Brown-mozgás létezik: elfogulatlan véletlenszerű séták és elfogult véletlenszerű séták. Gondoljunk a barna részecske, mint egy turista, aki elveszett egy nagyvárosban., Fogalmuk sincs, hová kell menniük, így annak a valószínűsége, hogy bármilyen irányba mozognak, egyenlő, mivel annyira elvesznek. Ez az úgynevezett elfogulatlan véletlenszerű séta.
azonban a legtöbb esetben a Brown mozgás elfogult véletlen séták, ami azt jelenti, hogy van egy valószínűsége, hogy utazni egy előnyös irányba. Ez a torzítás elsősorban a diffúziós együttható jelenlétének köszönhető. Ez olyan, mint egy térkép átadása a turistának; végül irányt kapnak, és nagyobb a valószínűsége annak, hogy elérik a megfelelő rendeltetési helyet., Példa az elfogult Brownian mozgásra a neurotranszmitterek neuronok közötti utazásában, valamint a gél elektroforézisében, mivel a részecskék affinitással rendelkeznek egy bizonyos irányba.
a Brownian mozgás legjobb része az, hogy körülöttünk van! A Brownian motion modell alkalmazható a mindennapi életre: elmagyarázza, hogy a molekulák hogyan kerülnek át egy cellában a robotok navigációjára véletlenszerű terepen a biológia genetikai sodródásának kiszámítására a pénzügyi tőzsdei árak előrejelzésére., Elképesztő, hogy a fizika és a tudomány hogyan adott módot az emberiségnek a véletlenszerű helyzetek kezelésére. Mindezt a Brown-mozgásnak köszönhetően.
Vélemény, hozzászólás?