Хэрэв та бэх, будгийг усанд хольж, дараа нь энэ усыг микроскопоор харвал тортог, будгийн хамгийн жижиг хэсгүүд янз бүрийн чиглэлд хурдацтай хөдөлж байгааг харж болно. Ийм хөдөлгөөнийг юу өдөөдөг вэ?
Хэн хэзээ нээсэн
1827 онд Английн биологич Роберт Браун микроскопоор усны дусал санамсаргүйгээр бага хэмжээний цэцгийн тоос авч байгааг ажиглажээ. Тэрээр цэцгийн хамгийн жижиг хэсгүүд шингэн дотор эмх замбараагүй хөдөлж бүжиглэж байгааг харав. Тиймээс энэ эрдэмтний нэрэмжит Брауны хөдөлгөөнийг илрүүлсэн - шингэн эсвэл хийд ууссан хамгийн жижиг хэсгүүдийн хөдөлгөөн. Биологич цуглуулгандаа янз бүрийн төрлийн цэцгийн тоос байгааг ажигласны дараа нунтаг эрдэс бодисыг усанд уусгажээ.
Үр дүнд нь Браун ийм эмх замбараагүй хөдөлгөөнийг шингэн өөрөө биш, шингэнд үзүүлэх гадны нөлөөлөл биш, харин хамгийн жижиг бөөмийн дотоод хөдөлгөөн шууд үүсгэсэн гэдэгт итгэлтэй байв. Энэ бөөмийг ажиглагдсан хөдөлгөөнтэй зүйрлэн "Брауны бөөмс" гэж нэрлэсэн.
Онолын хөгжил, түүнийг дагагчид
Хожим нь Брауны нээлтийг молекул кинетик онол дээр үндэслэн А. Эйнштейн, М. Смолуховский нар баталж, өргөжүүлж, тодруулсан. Францын физикч Перрин хорин жилийн дараа броуны бөөмийн санамсаргүй хөдөлгөөнийг судлах явцад микроскопыг сайжруулсны ачаар зохих молекулууд байгааг баталжээ. Брауны хөдөлгөөнийг ажигласнаар Перрин аливаа хийн 1 моль дахь молекулын тоог тооцоолж, барометрийн томьёог гаргаж авах боломжийг олгосон.
Брауны бөөмийн хөдөлгөөнийг нээсэн нь микроскопоор ч харагдахгүй хамаагүй жижиг хэсгүүд буюу шингэн болон бусад аливаа бодисын молекулууд байдгийн нотолгоо болсон юм. Энэ нь молекулууд нь байнгын хөдөлгөөнөөрөө цэцгийн тоосонцор, хөө тортог, будгийн хэсгүүдийг хөдөлгөдөг.
Тодорхойлолт ба хэмжээ
Хэрэв та усанд түдгэлзсэн гулуузны тоосонцорыг микроскопоор харвал янз бүрийн хэмжээтэй үр тариа өөр өөр үйлдэл хийж байгааг анзаарах болно. Харьцангуй эзэлхүүнтэй тоосонцор нь тодорхой хугацаанд бүх талаас ижил тооны цохилтыг мэдэрч, хөдөлж эхэлдэггүй. Мөн ижил хугацааны интервалтай жижиг хэсгүүд нь нэг талын нөхөн олговоргүй цохилтыг хүлээн авч, хажуу тийш түлхэж, хөдөлдөг.
Молекулын нөлөөнд орсон броуны бөөмийн хэмжээ хэд вэ? Цитоплазмын цэцгийн тоос нь 3 микрометр (μм) эсвэл 10-6 метр, эсвэл 10-3-аас ихгүй байх нь эмпирик байдлаар нотлогдсон.миллиметр. Том бөөмс нь Брауны нээсэн байнгын хөдөлгөөнд оролцдоггүй.
Тиймээс "Брауны бөөмс гэж юу вэ" гэсэн асуултад хариулъя. Эдгээр нь шингэн юмуу хийд дүүжлэн байрлаж буй орчны молекулуудын нөлөөгөөр байнгын эмх замбараагүй хөдөлгөөн хийдэг 3 микроноос ихгүй хэмжээтэй бодисын хамгийн жижиг ширхэгүүд юм.
Молекул кинетик онол
Брауны хөдөлгөөн зогсохгүй, цагтаа удаашрахгүй. Энэ нь аливаа бодисын молекулууд байнгын дулааны хөдөлгөөнд байдаг гэсэн молекул кинетик онолын тухай ойлголтыг тайлбарладаг. Орчны температур нэмэгдэхийн хэрээр молекулуудын хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, үүний дагуу молекулын нөлөөнд автдаг броуны бөөмс мөн хурдасдаг.
Броуны хөдөлгөөний хурд нь бодисын температураас гадна орчны зуурамтгай чанар болон дүүжлэгдсэн бөөмийн хэмжээнээс хамаарна. Бөөмийг тойрсон бодисын температур өндөр, бодис өөрөө наалдамхай биш, тоосны тоосонцор хамгийн бага байх үед хөдөлгөөн хамгийн дээд хурдандаа хүрнэ.
Хамгийн жижиг тоосонцор байрладаг бодисын молекулууд санамсаргүй мөргөлдсөний үр дүнд үүссэн хүч (түлхэл үүсгэдэг) бөгөөд энэ нь цэцгийн хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчилдөг. Гэхдээ ийм хэлбэлзэл нь цаг хугацааны хувьд маш богино бөгөөд үйлчлэх хүчний чиглэл бараг тэр даруй өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөхөд хүргэдэг.
Брауны бөөмс гэж юу болохыг ойлгох боломжийг олгодог хамгийн энгийн бөгөөд тод жишээ бол ташуу нарны туяанд харагдах тоосны хэсгүүдийн хөдөлгөөн юм. 99-55 онд. МЭӨ д. Эртний Ромын яруу найрагч Лукреций "Юмсын мөн чанарын тухай" гүн ухааны шүлэгт эмх замбараагүй хөдөлгөөний шалтгааныг үнэн зөв тайлбарласан байдаг.
Энд хараарай: нарны гэрэл тусах бүрд
Бидний орон сууцанд харанхуй туяа нь нэвт шингэж, Хоосон зайд олон жижиг биетүүд анивчиж байгааг харах болно
Гэрлийн гялбаанд нааш цааш гүйж байна.
Чи эндээс ямар уйгагүй гэдгийг ойлгож чадах уу
Асар их хоосон орон зайд юмны эхлэл тайван бус байдаг.
Тиймээс агуу зүйлсийн тухай ойлгоход тусална
Жижиг зүйл, тэдгээрийг ойлгох замыг тодорхойлсон.
Түүнээс гадна та анхаарах хэрэгтэй учраас
Нарны гэрэлд анивчиж буй биений үймээн самуун руу
Чи энэ ач холбогдол, хөдөлгөөнөөс юу мэдэх вэ, Түүнд юу болж, нүднээс далд байдаг.
Учир нь та тэнд хичнээн тоосны тоосонцор өөрчлөгддөгийг харах болно
Нуугдсан цочролоос буцах зам, Бүх чиглэлд нааш цааш гүйх.
Орчин үеийн томруулдаг технологи гарч ирэхээс нэлээд өмнө Лукреций Брауны харсан хөдөлгөөний аналогийг ажиглаж байхдаа материйн хамгийн жижиг хэсгүүд байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Браун шинжлэх ухааны хамгийн чухал нээлтүүдийн нэгийг хийснээр үүнийг баталсан.
