Brownian motion is de willekeurige beweging van deeltjes in een gas of vloeistof veroorzaakt door het ongelijke bombardement van andere moleculen in het medium. In 1827 merkte Robert Brown voor het eerst op dat een stuifmeelkorrel in water in een willekeurig patroon bewoog. Later in 1905 ontleende Albert Einstein een kwantitatieve uitdrukking voor Brownse beweging met behulp van de kinetische theorie van moleculen.,
Hier is hoe Brownse beweging werkt: laten we zeggen dat een pingpongbal in een container de deeltjes van een vloeistof voorstelt. Volgens de kinetische theorie van moleculen zijn atomen constant in beweging, wat leidt tot botsingen en willekeurige bewegingen veroorzaakt. Als je nog een groter deeltje in de vloeistof hebt, zoals een rode bal, kun je zien dat het willekeurig wiebelt door de andere pingpongballen. Daarom vertegenwoordigt de rode bal een deeltje dat Brownse beweging ondergaat.,met behulp van statistische analyse en empirisch bewijs leidde Einstein af dat de verplaatsing x, de kortste afstand van de begin-tot eindpositie van een deeltje, van een Brownse deeltje gelijk is aan de vierkantswortel van 2Dt, waarbij t de tijd is en D de diffusieconstante is die wordt bepaald door de Formule Stokes-Einstein en voornamelijk afhangt van de viscositeit en temperatuur van een vloeistof. Een grotere diffusieconstante betekent dat de verplaatsing van een Brownse deeltje ook groter zal zijn.
We kunnen zien dat diffusie een macroscopische manifestatie is van Brownse beweging., In gekookt water en gewoon leidingwater, zien we de diffusie constant aan het werk met behulp van kleurstof: de kleurstof verspreidt zich sneller in gekookt water dan het gewone water, omdat een grotere hoeveelheid willekeurige botsingen optreden als gevolg van de hogere temperatuur, waardoor de kleurstof te bewegen in een willekeurige pad dat zich sneller verspreidt. Dat is Brownse beweging!
Er zijn twee soorten Brownse bewegingen: onbevooroordeelde willekeurige wandelingen en onbevooroordeelde willekeurige wandelingen. Laten we het Brownse deeltje zien als een toerist die verdwaald is in een grote stad., Ze hebben absoluut geen idee waar ze heen moeten gaan, dus de kans dat ze in welke richting dan ook bewegen is gelijk omdat ze zo verloren zijn. Dit wordt een onbevooroordeelde willekeurige wandeling genoemd.
echter, de meeste gevallen van Brownse beweging zijn bevooroordeelde willekeurige wandelingen, wat betekent dat ze een kans hebben om in een gewenste richting te reizen. Deze bias is voornamelijk te wijten aan de aanwezigheid van de diffusiecoëfficiënt. Het is als het overhandigen van een kaart aan de toerist; ze krijgen eindelijk een gevoel van richting en hebben een grotere kans om de juiste bestemming te bereiken., Een voorbeeld van bevooroordeelde Brownse motie wordt gezien in de reis van neurotransmitters door neuronen evenals gelelektroforese omdat de deeltjes een affiniteit voor een bepaalde richting hebben.
het beste deel over Brownse beweging is dat het overal om ons heen is! Het Brownse bewegingsmodel is toepasbaar op het dagelijks leven: het legt uit hoe moleculen door een cel worden overgebracht naar de navigatie van robots op willekeurig terrein om genetische drift in de biologie te berekenen naar de voorspelling van aandelenkoersen in de financiën., Het is verbazingwekkend hoe fysica en wetenschap de mensheid een manier hebben gegeven om met willekeurige situaties om te gaan. Allemaal dankzij de Brownse beweging.
Geef een reactie