Броуновское движение (ЕГЭ-ОГЭ)

Хаотическое движение частиц впервые было описано Робертом Броуном (правильнее Брауном)^[1]. Оно не прерывается никогда. Хотя это явление обусловлено тепловым движением, не стоит смешивать эти понятия. Оно выступает следствием теплового движения и доказывает его наличие.

В подтверждение вечного характера этого движения Броун нашёл в куске кварца полость, заполненную водой. Хотя вода оказалась там много миллионов лет назад, попавшие в полость соринки сохраняли движение, не отличавшееся от того, что наблюдалось в прочих опытах.

Броуновское движение представляет собой наглядное экспериментальное подтверждение хаотичного теплового движения атомов и молекул, которое является фундаментальным положением молекулярно-кинетической теории (МКТ).

Помимо поступательного броуновского движения различают также вращательное броуновское движение — беспорядочное вращение броуновской частицы под влиянием ударов молекул окружающей среды.

Броуновское движение объясняется тем, что все жидкости и газы состоят из мельчайших частиц — атомов или молекул, находящихся в непрерывном хаотическом тепловом движении и потому постоянно сталкивающихся с броуновской частицей со всех сторон.

Установлено, что крупные частицы с размерами свыше 5 мкм практически не демонстрируют броуновского движения (они неподвижны или седиментируют), тогда как мелкие частицы размером менее 3 мкм перемещаются поступательно по сложным траекториям или вращаются.

Если в среду погружено крупное тело, многочисленные толчки усредняются, создавая постоянное давление. При полном окружении тела со всех сторон давление почти уравновешивается, и остаётся лишь подъёмная сила Архимеда — такое тело либо плавно всплывает, либо тонет.

Для мелкого тела, подобного броуновской частице, становятся значительными флуктуации давления, порождающие выраженную случайно изменяющуюся силу, приводящую к колебаниям частицы. Броуновские частицы обычно не тонут и не всплывают, а остаются взвешенными в среде.