स्कॉटिश वनस्पतिशास्त्री रॉबर्ट ब्राउन (कभी-कभी उनका अंतिम नाम ब्राउन के रूप में लिखा जाता है) ने अपने जीवनकाल के दौरान, सर्वश्रेष्ठ पादप विशेषज्ञ के रूप में, "वनस्पतिशास्त्रियों के राजकुमार" की उपाधि प्राप्त की। उन्होंने कई अद्भुत खोजें कीं। 1805 में, ऑस्ट्रेलिया में चार साल के अभियान के बाद, वह वैज्ञानिकों के लिए अज्ञात ऑस्ट्रेलियाई पौधों की लगभग 4,000 प्रजातियों को इंग्लैंड ले आए और कई वर्षों तक उनका अध्ययन किया। इंडोनेशिया और मध्य अफ्रीका से लाए गए पौधों का वर्णन किया गया है। उन्होंने पादप शरीर क्रिया विज्ञान का अध्ययन किया और पहली बार पादप कोशिका के केंद्रक का विस्तार से वर्णन किया। सेंट पीटर्सबर्ग एकेडमी ऑफ साइंसेज ने उन्हें मानद सदस्य बनाया। लेकिन वैज्ञानिक का नाम अब इन कार्यों के कारण नहीं बल्कि व्यापक रूप से जाना जाता है।

1827 में ब्राउन ने पादप पराग पर शोध किया। उनकी विशेष रुचि इस बात में थी कि पराग निषेचन की प्रक्रिया में कैसे भाग लेता है। एक बार उन्होंने उत्तर अमेरिकी पौधे की पराग कोशिकाओं को माइक्रोस्कोप से देखा। क्लार्किया पुल्चेला(सुंदर क्लार्किया) पानी में निलंबित लंबे साइटोप्लाज्मिक दाने। अचानक ब्राउन ने देखा कि छोटे-छोटे ठोस कण, जो पानी की एक बूंद में बमुश्किल दिखाई देते थे, लगातार कांप रहे थे और एक जगह से दूसरी जगह जा रहे थे। उन्होंने पाया कि ये हलचलें, उनके शब्दों में, "या तो तरल में प्रवाह या उसके क्रमिक वाष्पीकरण से जुड़ी नहीं हैं, बल्कि स्वयं कणों में अंतर्निहित हैं।"

ब्राउन के अवलोकन की पुष्टि अन्य वैज्ञानिकों ने की। सबसे छोटे कण ऐसे व्यवहार करते थे मानो वे जीवित हों, और बढ़ते तापमान और घटते कण आकार के साथ कणों का "नृत्य" तेज हो गया और पानी को अधिक चिपचिपे माध्यम से बदलने पर स्पष्ट रूप से धीमा हो गया। यह अद्भुत घटना कभी नहीं रुकी: इसे जब तक चाहें तब तक देखा जा सकता था। सबसे पहले, ब्राउन ने यह भी सोचा था कि जीवित प्राणी वास्तव में माइक्रोस्कोप के क्षेत्र में आते हैं, खासकर जब से पराग पौधों की नर प्रजनन कोशिकाएं होती हैं, लेकिन मृत पौधों के कण भी थे, यहां तक ​​​​कि सौ साल पहले हर्बेरियम में सूखे पौधों से भी। तब ब्राउन ने सोचा कि क्या ये "जीवित प्राणियों के प्राथमिक अणु" थे, जिसके बारे में 36 खंडों वाली पुस्तक के लेखक, प्रसिद्ध फ्रांसीसी प्रकृतिवादी जॉर्जेस बफ़न (1707-1788) ने बात की थी प्राकृतिक इतिहास - विज्ञान. यह धारणा तब दूर हो गई जब ब्राउन ने स्पष्ट रूप से निर्जीव वस्तुओं की जांच करना शुरू किया; सबसे पहले यह कोयले के बहुत छोटे कण थे, साथ ही लंदन की हवा से कालिख और धूल, फिर बारीक पिसे हुए अकार्बनिक पदार्थ: कांच, कई अलग-अलग खनिज। "सक्रिय अणु" हर जगह थे: "प्रत्येक खनिज में," ब्राउन ने लिखा, "जिसे मैं इस हद तक चूर्णित करने में सफल रहा हूं कि इसे कुछ समय के लिए पानी में निलंबित किया जा सकता है, मैंने पाया है, ये अणु अधिक या कम मात्रा में हैं ।"

यह कहना होगा कि ब्राउन के पास कोई भी नवीनतम सूक्ष्मदर्शी नहीं था। अपने लेख में, उन्होंने विशेष रूप से इस बात पर जोर दिया कि उनके पास साधारण उभयलिंगी लेंस थे, जिनका उपयोग उन्होंने कई वर्षों तक किया। और वह आगे कहते हैं: "पूरे अध्ययन के दौरान मैंने अपने बयानों को अधिक विश्वसनीयता देने और उन्हें सामान्य अवलोकनों के लिए यथासंभव सुलभ बनाने के लिए उन्हीं लेंसों का उपयोग करना जारी रखा जिनके साथ मैंने काम शुरू किया था।"

अब, ब्राउन के अवलोकन को दोहराने के लिए, एक बहुत मजबूत माइक्रोस्कोप नहीं होना और इसका उपयोग एक काले रंग के बक्से में धुएं की जांच करने के लिए पर्याप्त है, जो तीव्र प्रकाश की किरण के साथ एक साइड छेद के माध्यम से प्रकाशित होता है। गैस में, घटना तरल की तुलना में अधिक स्पष्ट रूप से प्रकट होती है: राख या कालिख के छोटे टुकड़े (धुएं के स्रोत के आधार पर) दिखाई देते हैं, प्रकाश बिखेरते हैं, और लगातार आगे-पीछे उछलते रहते हैं।

जैसा कि विज्ञान में अक्सर होता है, कई वर्षों बाद इतिहासकारों ने पाया कि 1670 में, माइक्रोस्कोप के आविष्कारक, डचमैन एंटोनी लीउवेनहॉक ने स्पष्ट रूप से एक समान घटना देखी थी, लेकिन माइक्रोस्कोप की दुर्लभता और अपूर्णता, उस समय आणविक विज्ञान की भ्रूणीय स्थिति थी। लीउवेनहॉक के अवलोकन पर ध्यान आकर्षित नहीं किया गया, इसलिए इस खोज का श्रेय ब्राउन को दिया जाता है, जो सबसे पहले इसका अध्ययन किया और विस्तार से वर्णन किया।

ब्राउनियन गति और परमाणु-आणविक सिद्धांत।

ब्राउन द्वारा देखी गई घटना शीघ्र ही व्यापक रूप से ज्ञात हो गई। उन्होंने स्वयं अपने कई सहयोगियों को अपने प्रयोग दिखाए (ब्राउन ने दो दर्जन नामों की सूची बनाई है)। लेकिन न तो स्वयं ब्राउन और न ही कई अन्य वैज्ञानिक कई वर्षों तक इस रहस्यमय घटना की व्याख्या कर सके, जिसे "ब्राउनियन आंदोलन" कहा जाता था। कणों की गतिविधियाँ पूरी तरह से यादृच्छिक थीं: समय में विभिन्न बिंदुओं (उदाहरण के लिए, हर मिनट) पर बनाए गए उनकी स्थिति के रेखाचित्रों से पहली नज़र में इन आंदोलनों में कोई पैटर्न ढूंढना संभव नहीं हुआ।

अदृश्य अणुओं की गति द्वारा ब्राउनियन गति (जैसा कि इस घटना को कहा जाता था) की व्याख्या केवल 19वीं शताब्दी की अंतिम तिमाही में दी गई थी, लेकिन सभी वैज्ञानिकों द्वारा इसे तुरंत स्वीकार नहीं किया गया था। 1863 में, कार्लज़ूए (जर्मनी) के वर्णनात्मक ज्यामिति के एक शिक्षक, लुडविग क्रिश्चियन वीनर (1826-1896) ने सुझाव दिया कि यह घटना अदृश्य परमाणुओं के दोलन आंदोलनों से जुड़ी थी। यह परमाणुओं और अणुओं के गुणों द्वारा ब्राउनियन गति की पहली, हालांकि आधुनिक से बहुत दूर, व्याख्या थी। यह महत्वपूर्ण है कि वीनर ने पदार्थ की संरचना के रहस्यों को भेदने के लिए इस घटना का उपयोग करने का अवसर देखा। वह ब्राउनियन कणों की गति की गति और उनके आकार पर उसकी निर्भरता को मापने का प्रयास करने वाले पहले व्यक्ति थे। यह दिलचस्प है कि 1921 में यूएस नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की रिपोर्टसाइबरनेटिक्स के प्रसिद्ध संस्थापक, एक अन्य वीनर - नॉर्बर्ट के ब्राउनियन गति पर एक काम प्रकाशित किया गया था।

एल.के. वीनर के विचारों को कई वैज्ञानिकों ने स्वीकार किया और विकसित किया - ऑस्ट्रिया में सिगमंड एक्सनर (और 33 साल बाद - उनके बेटे फेलिक्स), इटली में जियोवानी कैंटोनी, जर्मनी में कार्ल विल्हेम नेगेली, फ्रांस में लुई जॉर्जेस गौय, बेल्जियम के तीन पुजारी - जेसुइट्स कार्बोनेली, डेल्सो और टिरियन और अन्य। इन वैज्ञानिकों में बाद के प्रसिद्ध अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ विलियम रैमसे भी थे। धीरे-धीरे यह स्पष्ट हो गया कि पदार्थ के सबसे छोटे कणों पर हर तरफ से छोटे कण भी हमला कर रहे थे, जो अब माइक्रोस्कोप से दिखाई नहीं दे रहे थे - जैसे कि दूर की नाव को हिलाने वाली लहरें किनारे से दिखाई नहीं देती हैं, जबकि नाव की गति स्वयं बिल्कुल स्पष्ट दिखाई दे रहे हैं। जैसा कि उन्होंने 1877 में एक लेख में लिखा था, "...बड़ी संख्या का नियम अब टकराव के प्रभाव को औसत समान दबाव तक कम नहीं करता है; उनका परिणाम अब शून्य के बराबर नहीं होगा, बल्कि लगातार अपनी दिशा बदलता रहेगा और इसकी परिमाण।"

गुणात्मक रूप से, चित्र काफी प्रशंसनीय और यहाँ तक कि दृश्यात्मक भी था। एक छोटी टहनी या बग को लगभग एक ही तरह से चलना चाहिए, कई चींटियों द्वारा अलग-अलग दिशाओं में धकेला (या खींचा) जाना चाहिए। ये छोटे कण दरअसल वैज्ञानिकों की शब्दावली में थे, लेकिन इन्हें कभी किसी ने देखा नहीं था। उन्हें अणु कहा जाता था; लैटिन से अनुवादित इस शब्द का अर्थ है "छोटा द्रव्यमान।" आश्चर्यजनक रूप से, रोमन दार्शनिक टाइटस ल्यूक्रेटियस कारस (लगभग 99-55 ईसा पूर्व) ने अपनी प्रसिद्ध कविता में इसी तरह की घटना के लिए बिल्कुल यही स्पष्टीकरण दिया है। चीजों की प्रकृति के बारे में. इसमें, वह आंखों के लिए अदृश्य सबसे छोटे कणों को चीजों का "आदिम सिद्धांत" कहते हैं।

चीज़ों के सिद्धांत पहले स्वयं चलते हैं,
उनके बाद उनके सबसे छोटे संयोजन से पिंड हैं,
जैसा कि यह था, प्राथमिक सिद्धांतों की मजबूती के करीब,
उनसे छिपकर, झटके खाकर, वे प्रयास करने लगते हैं,
स्वयं को स्थानांतरित करने के लिए, फिर बड़े निकायों को प्रोत्साहित करना।
तो शुरू से शुरू करके थोड़ा-थोड़ा करके मूवमेंट करें
यह हमारी भावनाओं को छूता भी है और प्रत्यक्ष भी हो जाता है
हमारे लिए और सूरज की रोशनी में उड़ने वाली धूल के कणों में,
यद्यपि जिन झटकों से यह उत्पन्न होता है वे अगोचर होते हैं...

इसके बाद, यह पता चला कि ल्यूक्रेटियस गलत था: ब्राउनियन गति को नग्न आंखों से देखना असंभव है, और धूप की किरण में धूल के कण जो हवा के भंवर आंदोलनों के कारण एक अंधेरे कमरे में "नृत्य" करते हैं। लेकिन बाह्य रूप से दोनों घटनाओं में कुछ समानताएं हैं। और केवल 19वीं सदी में. कई वैज्ञानिकों के लिए यह स्पष्ट हो गया कि ब्राउनियन कणों की गति माध्यम के अणुओं के यादृच्छिक प्रभावों के कारण होती है। गतिमान अणु धूल के कणों और पानी में मौजूद अन्य ठोस कणों से टकराते हैं। तापमान जितना अधिक होगा, गति उतनी ही तेज होगी। यदि धूल का एक कण बड़ा है, उदाहरण के लिए, उसका आकार 0.1 मिमी (व्यास पानी के अणु से एक लाख गुना बड़ा है) है, तो उस पर सभी तरफ से एक साथ होने वाले कई प्रभाव परस्पर संतुलित होते हैं और यह व्यावहारिक रूप से नहीं होता है उन्हें "महसूस" करें - लगभग लकड़ी के एक टुकड़े के समान, एक प्लेट का आकार कई चींटियों के प्रयासों को "महसूस" नहीं करेगा जो इसे अलग-अलग दिशाओं में खींचेंगे या धक्का देंगे। यदि धूल का कण अपेक्षाकृत छोटा है, तो यह आसपास के अणुओं के प्रभाव के तहत एक दिशा या दूसरी दिशा में आगे बढ़ेगा।

ब्राउनियन कणों का आकार 0.1-1 μm के क्रम का होता है, अर्थात। एक मिलीमीटर के एक हजारवें से दस हजारवें हिस्से तक, यही कारण है कि ब्राउन उनके आंदोलन को समझने में सक्षम था क्योंकि वह छोटे साइटोप्लाज्मिक अनाज को देख रहा था, न कि पराग को (जिसके बारे में अक्सर गलती से लिखा जाता है)। समस्या यह है कि पराग कोशिकाएं बहुत बड़ी हैं। इस प्रकार, मैदानी घास के पराग में, जो हवा द्वारा ले जाया जाता है और मनुष्यों में एलर्जी संबंधी बीमारियों (हे फीवर) का कारण बनता है, कोशिका का आकार आमतौर पर 20 - 50 माइक्रोन की सीमा में होता है, अर्थात। वे ब्राउनियन गति का निरीक्षण करने के लिए बहुत बड़े हैं। यह ध्यान रखना भी महत्वपूर्ण है कि ब्राउनियन कण की व्यक्तिगत हलचलें बहुत बार और बहुत कम दूरी पर होती हैं, जिससे उन्हें देखना असंभव है, लेकिन माइक्रोस्कोप के तहत, एक निश्चित अवधि में हुई हलचलें दिखाई देती हैं।

ऐसा प्रतीत होता है कि ब्राउनियन गति के अस्तित्व का तथ्य स्पष्ट रूप से पदार्थ की आणविक संरचना को साबित करता है, लेकिन 20वीं शताब्दी की शुरुआत में भी। भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञों सहित ऐसे वैज्ञानिक थे, जो अणुओं के अस्तित्व में विश्वास नहीं करते थे। परमाणु-आणविक सिद्धांत को धीरे-धीरे और कठिनाई से ही मान्यता मिली। इस प्रकार, प्रमुख फ्रांसीसी कार्बनिक रसायनज्ञ मार्सेलिन बर्थेलॉट (1827-1907) ने लिखा: "हमारे ज्ञान के दृष्टिकोण से, एक अणु की अवधारणा अनिश्चित है, जबकि एक अन्य अवधारणा - एक परमाणु - पूरी तरह से काल्पनिक है।" प्रसिद्ध फ्रांसीसी रसायनज्ञ ए. सेंट-क्लेयर डेविल (1818-1881) ने और भी स्पष्ट रूप से कहा: “मैं अवोगाद्रो के नियम को स्वीकार नहीं करता, न ही परमाणु, न ही अणु, क्योंकि मैं उस चीज़ पर विश्वास करने से इनकार करता हूं जिसे मैं न तो देख सकता हूं और न ही देख सकता हूं। ” और जर्मन भौतिक रसायनज्ञ विल्हेम ओस्टवाल्ड (1853-1932), नोबेल पुरस्कार विजेता, भौतिक रसायन विज्ञान के संस्थापकों में से एक, 20वीं सदी की शुरुआत में। परमाणुओं के अस्तित्व को दृढ़तापूर्वक नकार दिया। वह तीन खंडों वाली रसायन विज्ञान की पाठ्यपुस्तक लिखने में कामयाब रहे जिसमें "परमाणु" शब्द का कभी उल्लेख तक नहीं किया गया। 19 अप्रैल, 1904 को रॉयल इंस्टीट्यूशन में इंग्लिश केमिकल सोसाइटी के सदस्यों को एक बड़ी रिपोर्ट के साथ बोलते हुए, ओस्टवाल्ड ने यह साबित करने की कोशिश की कि परमाणुओं का अस्तित्व नहीं है, और "जिसे हम पदार्थ कहते हैं, वह किसी दिए गए ढांचे में एक साथ एकत्रित ऊर्जाओं का एक संग्रह मात्र है।" जगह।"

लेकिन आणविक सिद्धांत को स्वीकार करने वाले भौतिक विज्ञानी भी इस बात पर विश्वास नहीं कर सके कि परमाणु-आणविक सिद्धांत की वैधता इतने सरल तरीके से सिद्ध हो गई है, इसलिए इस घटना को समझाने के लिए कई वैकल्पिक कारण सामने रखे गए। और यह बिल्कुल विज्ञान की भावना में है: जब तक किसी घटना का कारण स्पष्ट रूप से पहचाना नहीं जाता है, तब तक विभिन्न परिकल्पनाओं को मानना ​​संभव (और आवश्यक भी) है, जिन्हें यदि संभव हो तो प्रयोगात्मक या सैद्धांतिक रूप से परीक्षण किया जाना चाहिए। तो, 1905 में, सेंट पीटर्सबर्ग के भौतिकी के प्रोफेसर एन.ए. गेज़ेखस, प्रसिद्ध शिक्षाविद् ए.एफ. इओफ़े के शिक्षक का एक लघु लेख ब्रॉकहॉस और एफ्रॉन इनसाइक्लोपीडिक डिक्शनरी में प्रकाशित हुआ था। गेसेहस ने लिखा है कि, कुछ वैज्ञानिकों के अनुसार, ब्राउनियन गति "तरल के माध्यम से गुजरने वाली प्रकाश या गर्मी किरणों" के कारण होती है और "तरल के भीतर सरल प्रवाह होती है जिसका अणुओं की गतिविधियों से कोई लेना-देना नहीं होता है" और ये प्रवाह होते हैं "वाष्पीकरण, प्रसार और अन्य कारणों से हो सकता है।" आख़िरकार, यह पहले से ही ज्ञात था कि हवा में धूल के कणों की एक समान गति भंवर प्रवाह के कारण होती है। लेकिन गेसेहस द्वारा दिए गए स्पष्टीकरण को प्रयोगात्मक रूप से आसानी से खारिज किया जा सकता है: यदि आप एक मजबूत माइक्रोस्कोप के माध्यम से एक दूसरे के बहुत करीब स्थित दो ब्राउनियन कणों को देखते हैं, तो उनकी चाल पूरी तरह से स्वतंत्र हो जाएगी। यदि ये हलचलें तरल में किसी प्रवाह के कारण होती हैं, तो ऐसे पड़ोसी कण एक साथ गति करेंगे।

ब्राउनियन गति का सिद्धांत.

20वीं सदी की शुरुआत में. अधिकांश वैज्ञानिकों ने ब्राउनियन गति की आणविक प्रकृति को समझा। लेकिन सभी स्पष्टीकरण पूरी तरह से गुणात्मक रहे; कोई भी मात्रात्मक सिद्धांत प्रयोगात्मक परीक्षण का सामना नहीं कर सका। इसके अलावा, प्रयोगात्मक परिणाम स्वयं अस्पष्ट थे: बिना रुके भागते कणों के शानदार तमाशे ने प्रयोगकर्ताओं को सम्मोहित कर दिया, और उन्हें ठीक से पता नहीं था कि घटना की किन विशेषताओं को मापने की आवश्यकता है।

स्पष्ट पूर्ण अव्यवस्था के बावजूद, गणितीय संबंध द्वारा ब्राउनियन कणों की यादृच्छिक गतिविधियों का वर्णन करना अभी भी संभव था। पहली बार, ब्राउनियन गति की कठोर व्याख्या 1904 में पोलिश भौतिक विज्ञानी मैरियन स्मोलुचोव्स्की (1872-1917) द्वारा दी गई थी, जिन्होंने उन वर्षों में लविव विश्वविद्यालय में काम किया था। उसी समय, इस घटना का सिद्धांत अल्बर्ट आइंस्टीन (1879-1955) द्वारा विकसित किया गया था, जो स्विस शहर बर्न के पेटेंट कार्यालय के तत्कालीन अल्पज्ञात द्वितीय श्रेणी विशेषज्ञ थे। मई 1905 में जर्मन पत्रिका एनालेन डेर फिजिक में प्रकाशित उनके लेख का शीर्षक था ऊष्मा के आणविक गतिज सिद्धांत द्वारा आवश्यक, आराम की स्थिति में तरल पदार्थ में निलंबित कणों की गति पर. इस नाम के साथ, आइंस्टीन यह दिखाना चाहते थे कि पदार्थ की संरचना का आणविक गतिज सिद्धांत आवश्यक रूप से तरल पदार्थों में सबसे छोटे ठोस कणों की यादृच्छिक गति के अस्तित्व को दर्शाता है।

यह दिलचस्प है कि इस लेख की शुरुआत में, आइंस्टीन लिखते हैं कि वह इस घटना से परिचित हैं, भले ही सतही तौर पर: "यह संभव है कि विचाराधीन आंदोलन तथाकथित ब्राउनियन आणविक गति के समान हैं, लेकिन उपलब्ध डेटा मेरे लिए उत्तरार्द्ध के संबंध में ये बातें इतनी ग़लत हैं कि मैं यह निश्चित राय नहीं बना सका।" और दशकों बाद, पहले से ही अपने अंतिम जीवन में, आइंस्टीन ने अपने संस्मरणों में कुछ अलग लिखा - कि वह ब्राउनियन गति के बारे में बिल्कुल नहीं जानते थे और वास्तव में इसे सैद्धांतिक रूप से "फिर से खोजा" था: "यह नहीं जानते कि" ब्राउनियन गति "के अवलोकन लंबे समय से हैं ज्ञात है, मैंने पाया कि परमाणु सिद्धांत सूक्ष्म निलंबित कणों की अवलोकन योग्य गति के अस्तित्व की ओर ले जाता है।" जैसा कि हो सकता है, आइंस्टीन का सैद्धांतिक लेख प्रयोगकर्ताओं को अपने निष्कर्षों का प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण करने के लिए एक सीधे कॉल के साथ समाप्त हुआ: "यदि कोई शोधकर्ता जल्द ही उत्तर दे सकता है यहाँ उठाए गए प्रश्न प्रश्न हैं!" - वह अपने लेख को ऐसे असामान्य विस्मयादिबोधक के साथ समाप्त करता है।

आइंस्टीन की भावुक अपील का जवाब आने में ज्यादा समय नहीं था।

स्मोलुचोव्स्की-आइंस्टीन सिद्धांत के अनुसार, ब्राउनियन कण के वर्ग विस्थापन का औसत मूल्य ( एस 2) समय के लिए टीतापमान के सीधे आनुपातिक टीऔर तरल की श्यानता h, कण आकार के व्युत्क्रमानुपाती होता है आरऔर अवोगाद्रो स्थिरांक

एनए: एस 2 = 2आरटीटी/6पीएच आर एनए,

कहाँ आर– गैस स्थिरांक. तो, यदि 1 मिनट में 1 μm व्यास वाला कण 10 μm तक चलता है, तो 9 मिनट में - 10 = 30 μm, 25 मिनट में - 10 = 50 μm, आदि। समान परिस्थितियों में, समान अवधि (1, 9 और 25 मिनट) में 0.25 μm व्यास वाला एक कण क्रमशः 20, 60 और 100 μm तक चलेगा, क्योंकि = 2। यह महत्वपूर्ण है कि उपरोक्त सूत्र में शामिल हो अवोगाद्रो स्थिरांक, जो इस प्रकार, ब्राउनियन कण की गति के मात्रात्मक माप द्वारा निर्धारित किया जा सकता है, जो फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन बैप्टिस्ट पेरिन (1870-1942) द्वारा किया गया था।

1908 में, पेरिन ने माइक्रोस्कोप के तहत ब्राउनियन कणों की गति का मात्रात्मक अवलोकन शुरू किया। उन्होंने 1902 में आविष्कार किए गए एक अल्ट्रामाइक्रोस्कोप का उपयोग किया, जिसने एक शक्तिशाली साइड इलुमिनेटर से उन पर प्रकाश बिखेर कर सबसे छोटे कणों का पता लगाना संभव बना दिया। पेरिन ने गोंद, कुछ उष्णकटिबंधीय पेड़ों के संघनित रस (इसे पीले पानी के रंग के पेंट के रूप में भी उपयोग किया जाता है) से लगभग गोलाकार आकार और लगभग समान आकार की छोटी गेंदें प्राप्त कीं। इन छोटे मोतियों को 12% पानी युक्त ग्लिसरॉल में लटकाया गया था; चिपचिपा तरल उसमें आंतरिक प्रवाह की उपस्थिति को रोकता है जो तस्वीर को धुंधला कर देता है। स्टॉपवॉच से लैस, पेरिन ने नोट किया और फिर नियमित अंतराल पर, उदाहरण के लिए, हर आधे मिनट में, कागज की एक रेखांकन शीट पर कणों की स्थिति को स्केच किया (निश्चित रूप से, बहुत बड़े पैमाने पर)। परिणामी बिंदुओं को सीधी रेखाओं से जोड़कर, उन्होंने जटिल प्रक्षेप पथ प्राप्त किए, उनमें से कुछ चित्र में दिखाए गए हैं (वे पेरिन की पुस्तक से लिए गए हैं) परमाणुओं, 1920 में पेरिस में प्रकाशित)। कणों की ऐसी अराजक, अव्यवस्थित गति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि वे अंतरिक्ष में काफी धीमी गति से चलते हैं: खंडों का योग पहले बिंदु से अंतिम तक कण के विस्थापन से कहीं अधिक है।

हर 30 सेकंड में तीन ब्राउनियन कणों की लगातार स्थिति - लगभग 1 माइक्रोन के आकार वाली गोंद की गेंदें। एक सेल 3 µm की दूरी से मेल खाता है। यदि पेरिन ब्राउनियन कणों की स्थिति 30 के बाद नहीं, बल्कि 3 सेकंड के बाद निर्धारित कर सकता है, तो प्रत्येक पड़ोसी बिंदुओं के बीच की सीधी रेखाएं उसी जटिल ज़िगज़ैग टूटी हुई रेखा में बदल जाएंगी, केवल छोटे पैमाने पर।

सैद्धांतिक सूत्र और उसके परिणामों का उपयोग करते हुए, पेरिन ने अवोगाद्रो की संख्या के लिए एक मान प्राप्त किया जो उस समय के लिए काफी सटीक था: 6.8 . 10 23 . पेरिन ने ब्राउनियन कणों के ऊर्ध्वाधर वितरण का अध्ययन करने के लिए एक माइक्रोस्कोप का भी उपयोग किया ( सेमी. अवोगाद्रो का नियम) और दिखाया कि, गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के बावजूद, वे समाधान में निलंबित रहते हैं। पेरिन के पास अन्य महत्वपूर्ण कार्य भी हैं। 1895 में, उन्होंने साबित किया कि कैथोड किरणें नकारात्मक विद्युत आवेश (इलेक्ट्रॉन) हैं, और 1901 में उन्होंने पहली बार परमाणु का एक ग्रहीय मॉडल प्रस्तावित किया। 1926 में उन्हें भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

पेरिन द्वारा प्राप्त परिणामों ने आइंस्टीन के सैद्धांतिक निष्कर्षों की पुष्टि की। इसने गहरा प्रभाव डाला. जैसा कि अमेरिकी भौतिक विज्ञानी ए. पेस ने कई वर्षों बाद लिखा, "इतने सरल तरीके से प्राप्त इस परिणाम पर आप कभी आश्चर्यचकित नहीं होंगे: यह गेंदों का एक निलंबन तैयार करने के लिए पर्याप्त है, जिसका आकार आकार की तुलना में बड़ा है सरल अणुओं का, एक स्टॉपवॉच और एक माइक्रोस्कोप लें, और आप एवोगैड्रो स्थिरांक निर्धारित कर सकते हैं!" किसी को भी आश्चर्य हो सकता है: ब्राउनियन गति पर नए प्रयोगों के विवरण अभी भी समय-समय पर वैज्ञानिक पत्रिकाओं (नेचर, साइंस, जर्नल ऑफ केमिकल एजुकेशन) में दिखाई देते हैं! पेरिन के परिणामों के प्रकाशन के बाद, परमाणुवाद के पूर्व प्रतिद्वंद्वी ओस्टवाल्ड ने स्वीकार किया कि "गतिज परिकल्पना की आवश्यकताओं के साथ ब्राउनियन गति का संयोग... अब सबसे सतर्क वैज्ञानिक को परमाणु सिद्धांत के प्रायोगिक प्रमाण के बारे में बात करने का अधिकार देता है मामले के। इस प्रकार, परमाणु सिद्धांत को एक वैज्ञानिक, अच्छी तरह से स्थापित सिद्धांत के स्तर तक बढ़ा दिया गया है। फ्रांसीसी गणितज्ञ और भौतिक विज्ञानी हेनरी पोंकारे ने उनकी बात दोहराई है: "पेरिन द्वारा परमाणुओं की संख्या के शानदार निर्धारण ने परमाणुवाद की विजय पूरी की... रसायनज्ञों का परमाणु अब एक वास्तविकता बन गया है।"

ब्राउनियन गति और प्रसार.

ब्राउनियन कणों की गति उनकी तापीय गति के परिणामस्वरूप व्यक्तिगत अणुओं की गति के समान होती है। इस गति को प्रसार कहते हैं। स्मोलुचोव्स्की और आइंस्टीन के काम से पहले भी, पदार्थ की गैसीय अवस्था के सबसे सरल मामले में आणविक गति के नियम स्थापित किए गए थे। यह पता चला कि गैसों में अणु बहुत तेज़ी से चलते हैं - एक गोली की गति से, लेकिन वे दूर तक नहीं उड़ सकते, क्योंकि वे अक्सर अन्य अणुओं से टकराते हैं। उदाहरण के लिए, हवा में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अणु, लगभग 500 मीटर/सेकेंड की औसत गति से चलते हुए, हर सेकंड एक अरब से अधिक टकराव का अनुभव करते हैं। इसलिए, अणु का पथ, यदि उसका अनुसरण करना संभव होता, तो एक जटिल टूटी हुई रेखा होती। ब्राउनियन कण भी एक समान प्रक्षेपवक्र का वर्णन करते हैं यदि उनकी स्थिति निश्चित समय अंतराल पर दर्ज की जाती है। प्रसार और ब्राउनियन गति दोनों अणुओं की अराजक तापीय गति का परिणाम हैं और इसलिए इन्हें समान गणितीय संबंधों द्वारा वर्णित किया गया है। अंतर यह है कि गैसों में अणु एक सीधी रेखा में चलते हैं जब तक कि वे अन्य अणुओं से नहीं टकराते, जिसके बाद वे दिशा बदलते हैं। एक ब्राउनियन कण, एक अणु के विपरीत, कोई "मुक्त उड़ान" नहीं करता है, लेकिन बहुत बार छोटे और अनियमित "झटके" का अनुभव करता है, जिसके परिणामस्वरूप यह एक दिशा या दूसरे में अव्यवस्थित रूप से स्थानांतरित हो जाता है। गणना से पता चला है कि 0.1 µm आकार के कण के लिए, एक गति केवल 0.5 एनएम (1 एनएम = 0.001 µm) की दूरी पर एक सेकंड के तीन अरबवें हिस्से में होती है। जैसा कि एक लेखक ने सटीक रूप से कहा है, यह एक चौराहे पर एक खाली बियर कैन ले जाने की याद दिलाता है जहां लोगों की भीड़ जमा हो गई है।

ब्राउनियन गति की तुलना में प्रसार का निरीक्षण करना बहुत आसान है, क्योंकि इसमें माइक्रोस्कोप की आवश्यकता नहीं होती है: आंदोलनों को अलग-अलग कणों का नहीं, बल्कि उनके विशाल द्रव्यमान का देखा जाता है, आपको बस यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि प्रसार संवहन द्वारा आरोपित न हो - पदार्थ के मिश्रण के रूप में भंवर प्रवाह का परिणाम (ऐसे प्रवाह को गर्म पानी के गिलास में स्याही जैसे रंगीन घोल की एक बूंद डालकर नोटिस करना आसान होता है)।

मोटे जैल में प्रसार का निरीक्षण करना सुविधाजनक है। ऐसा जेल तैयार किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, पेनिसिलिन जार में 4-5% जिलेटिन का घोल तैयार करके। जिलेटिन को पहले कई घंटों तक फूलना चाहिए, और फिर जार को गर्म पानी में डालकर हिलाने पर यह पूरी तरह से घुल जाता है। ठंडा होने के बाद, एक पारदर्शी, थोड़ा बादलदार द्रव्यमान के रूप में एक गैर-प्रवाहित जेल प्राप्त होता है। यदि, तेज चिमटी का उपयोग करके, आप सावधानी से इस द्रव्यमान के केंद्र में पोटेशियम परमैंगनेट ("पोटेशियम परमैंगनेट") का एक छोटा क्रिस्टल डालते हैं, तो क्रिस्टल उसी स्थान पर लटका रहेगा जहां इसे छोड़ा गया था, क्योंकि जेल इसे गिरने से रोकता है। कुछ ही मिनटों में, क्रिस्टल के चारों ओर एक बैंगनी रंग की गेंद बढ़ने लगेगी; समय के साथ, यह तब तक बड़ी होती जाएगी जब तक जार की दीवारें इसके आकार को विकृत नहीं कर देतीं। कॉपर सल्फेट के क्रिस्टल का उपयोग करके एक ही परिणाम प्राप्त किया जा सकता है, केवल इस मामले में गेंद बैंगनी नहीं, बल्कि नीली निकलेगी।

यह स्पष्ट है कि गेंद क्यों निकली: एमएनओ 4 - क्रिस्टल के घुलने पर बनने वाले आयन घोल में चले जाते हैं (जेल मुख्य रूप से पानी होता है) और, प्रसार के परिणामस्वरूप, सभी दिशाओं में समान रूप से चलते हैं, जबकि गुरुत्वाकर्षण का वस्तुतः कोई प्रभाव नहीं होता है प्रसार दर. तरल में प्रसार बहुत धीमा है: गेंद को कई सेंटीमीटर बढ़ने में कई घंटे लगेंगे। गैसों में प्रसार बहुत तेज होता है, लेकिन फिर भी अगर हवा मिश्रित न हो तो इत्र या अमोनिया की गंध कमरे में घंटों तक फैली रहेगी।

ब्राउनियन गति सिद्धांत: यादृच्छिक चलना।

स्मोलुचोव्स्की-आइंस्टीन सिद्धांत प्रसार और ब्राउनियन गति दोनों के नियमों की व्याख्या करता है। हम प्रसार के उदाहरण का उपयोग करके इन पैटर्न पर विचार कर सकते हैं। यदि अणु की गति है यू, फिर, समय में, एक सीधी रेखा में आगे बढ़ते हुए टीकी दूरी तय करेंगे एल = केन्द्र शासित प्रदेशों, लेकिन अन्य अणुओं से टकराव के कारण यह अणु एक सीधी रेखा में नहीं चलता है, बल्कि लगातार अपनी गति की दिशा बदलता रहता है। यदि किसी अणु के पथ का रेखाचित्र बनाना संभव होता, तो यह मूल रूप से पेरिन द्वारा प्राप्त चित्रों से भिन्न नहीं होता। इन आंकड़ों से यह स्पष्ट है कि अराजक गति के कारण अणु कुछ दूरी पर विस्थापित हो जाता है एस, से काफी कम एल. ये मात्राएँ संबंध द्वारा संबंधित हैं एस= , जहाँ l वह दूरी है जो एक अणु एक टक्कर से दूसरी टक्कर तक उड़ता है, माध्य मुक्त पथ। मापों से पता चला है कि सामान्य वायुमंडलीय दबाव एल ~ 0.1 माइक्रोमीटर पर वायु अणुओं के लिए, जिसका अर्थ है कि 500 ​​मीटर/सेकेंड की गति से एक नाइट्रोजन या ऑक्सीजन अणु 10,000 सेकंड (तीन घंटे से कम) में दूरी तय करेगा। एल= 5000 किमी, और मूल स्थिति से केवल इतना ही स्थानांतरित होगा एस= 0.7 मीटर (70 सेमी), यही कारण है कि पदार्थ विसरण के कारण इतनी धीमी गति से चलते हैं, यहाँ तक कि गैसों में भी।

प्रसार के परिणामस्वरूप किसी अणु के पथ (या ब्राउनियन कण का पथ) को यादृच्छिक चलना कहा जाता है। बुद्धिमान भौतिकविदों ने इस अभिव्यक्ति को शराबी की चाल के रूप में पुनर्व्याख्या की - "शराबी का पथ।" वास्तव में, एक कण की एक स्थिति से दूसरी स्थिति तक गति (या कई टकरावों से गुजरने वाले अणु का पथ) एक नशे में धुत व्यक्ति की गति के समान होती है। इसके अलावा, यह सादृश्य किसी को काफी सरलता से यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है कि ऐसी प्रक्रिया का मूल समीकरण एक-आयामी गति के उदाहरण पर आधारित है, जिसे त्रि-आयामी में सामान्यीकृत करना आसान है।

मान लीजिए कि एक नौसिखिया नाविक देर रात एक शराबखाने से बाहर आया और सड़क पर चला गया। निकटतम लालटेन के रास्ते पर चलते हुए, उसने आराम किया और चला गया... या तो आगे, अगले लालटेन की ओर, या वापस, शराबखाने की ओर - आखिरकार, उसे याद नहीं है कि वह कहाँ से आया था। सवाल यह है कि क्या वह कभी तोरी छोड़ेगा, या बस उसके चारों ओर घूमता रहेगा, कभी दूर जा रहा है, कभी उसके पास आ रहा है? (समस्या का दूसरा संस्करण बताता है कि सड़क के दोनों सिरों पर गंदी खाइयाँ हैं, जहाँ स्ट्रीटलाइट्स समाप्त होती हैं, और पूछता है कि क्या नाविक उनमें से किसी एक में गिरने से बच पाएगा।) सहज रूप से, ऐसा लगता है कि दूसरा उत्तर सही है। लेकिन यह गलत है: इससे पता चलता है कि नाविक धीरे-धीरे शून्य बिंदु से दूर और आगे बढ़ता जाएगा, हालांकि अगर वह केवल एक दिशा में चलता है तो उससे कहीं अधिक धीरे-धीरे। यहां बताया गया है कि इसे कैसे साबित किया जाए।

पहली बार निकटतम लैंप (दाएं या बाएं) से गुजरने के बाद, नाविक कुछ दूरी पर होगा एसप्रारंभिक बिंदु से 1 = ± एल. चूँकि हम केवल इस बिंदु से इसकी दूरी में रुचि रखते हैं, लेकिन इसकी दिशा में नहीं, हम इस अभिव्यक्ति का वर्ग करके संकेतों से छुटकारा पा लेंगे: एस 1 2 = एल 2. कुछ समय बाद, नाविक, पहले ही पूरा कर चुका है एन"भटकना", कुछ दूरी पर होगा

एस एन= शुरू से. और फिर से (एक दिशा में) कुछ दूरी पर निकटतम लालटेन की ओर चल दिया एस एन+1 = एस एन± एल, या, विस्थापन के वर्ग का उपयोग करके, एस 2 एन+1 = एस 2 एन± 2 एस एनएल + एल 2. यदि नाविक इस आंदोलन को कई बार दोहराता है (से) एनपहले एन+ 1), फिर औसत के परिणामस्वरूप (यह समान संभावना के साथ गुजरता है एनदायीं या बायीं ओर वां चरण), पद ± 2 एस एनमैं रद्द कर दूंगा, इसलिए एस 2 एन+1 = एस2 एन+ एल 2> (कोण कोष्ठक औसत मान दर्शाते हैं)। एल = 3600 मीटर = 3.6 किमी, जबकि उसी समय के लिए शून्य बिंदु से विस्थापन केवल के बराबर होगा एस==190 मी. तीन घंटे में गुजर जायेगी एल= 10.8 किमी, और शिफ्ट हो जाएगा एस= 330 मीटर, आदि।

काम यूपरिणामी सूत्र में एल की तुलना प्रसार गुणांक से की जा सकती है, जो कि, जैसा कि आयरिश भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ जॉर्ज गेब्रियल स्टोक्स (1819-1903) द्वारा दिखाया गया है, कण आकार और माध्यम की चिपचिपाहट पर निर्भर करता है। समान विचारों के आधार पर, आइंस्टीन ने अपना समीकरण निकाला।

वास्तविक जीवन में ब्राउनियन गति का सिद्धांत।

यादृच्छिक सैर के सिद्धांत के महत्वपूर्ण व्यावहारिक अनुप्रयोग हैं। वे कहते हैं कि स्थलों (सूर्य, तारे, राजमार्ग या रेलमार्ग का शोर, आदि) के अभाव में, एक व्यक्ति जंगल में, बर्फीले तूफान में या घने कोहरे में घूमते हुए, हमेशा अपने पास लौट आता है। मूल स्थान. वास्तव में, वह वृत्तों में नहीं चलता, बल्कि लगभग उसी प्रकार चलता है जैसे अणु या ब्राउनियन कण चलते हैं। वह अपने मूल स्थान पर लौट सकता है, लेकिन केवल संयोगवश। लेकिन वह कई बार अपना रास्ता पार कर जाता है. वे यह भी कहते हैं कि बर्फ़ीले तूफ़ान में जमे हुए लोगों को निकटतम आवास या सड़क से "कुछ किलोमीटर" दूर पाया गया था, लेकिन वास्तव में उस व्यक्ति के पास इस किलोमीटर तक चलने का कोई मौका नहीं था, और यहाँ बताया गया है।

यह गणना करने के लिए कि यादृच्छिक चलने के परिणामस्वरूप कोई व्यक्ति कितना स्थानांतरित होगा, आपको एल का मूल्य जानने की आवश्यकता है, यानी। वह दूरी जो एक व्यक्ति बिना किसी स्थल चिन्ह के सीधी रेखा में चल सकता है। यह मान भूवैज्ञानिक और खनिज विज्ञान के डॉक्टर बी.एस. गोरोबेट्स द्वारा छात्र स्वयंसेवकों की मदद से मापा गया था। बेशक, उन्होंने उन्हें घने जंगल में या बर्फ से ढके मैदान पर नहीं छोड़ा, सब कुछ सरल था - छात्र को एक खाली स्टेडियम के केंद्र में रखा गया, आंखों पर पट्टी बांध दी गई और फुटबॉल मैदान के अंत तक चलने के लिए कहा गया। पूर्ण मौन (ध्वनियों द्वारा अभिविन्यास को बाहर करने के लिए)। यह पता चला कि औसतन छात्र लगभग 20 मीटर तक एक सीधी रेखा में चला (आदर्श सीधी रेखा से विचलन 5° से अधिक नहीं था), और फिर मूल दिशा से अधिक से अधिक विचलन करना शुरू कर दिया। अंत में, वह किनारे तक पहुँचने से बहुत दूर रुक गया।

मान लीजिए कि अब एक व्यक्ति जंगल में 2 किलोमीटर प्रति घंटे की गति से चलता है (या यूं कहें कि भटकता है) (सड़क के लिए यह बहुत धीमी है, लेकिन घने जंगल के लिए यह बहुत तेज़ है), तो यदि l का मान 20 है मीटर, फिर एक घंटे में वह 2 किमी की दूरी तय करेगा, लेकिन केवल 200 मीटर, दो घंटे में - लगभग 280 मीटर, तीन घंटे में - 350 मीटर, 4 घंटे में - 400 मीटर, आदि और एक सीधी रेखा में आगे बढ़ेगा। इतनी गति से, एक व्यक्ति 4 घंटे में 8 किलोमीटर चल सकेगा, इसलिए, क्षेत्र के काम के लिए सुरक्षा निर्देशों में निम्नलिखित नियम हैं: यदि स्थलचिह्न खो गए हैं, तो आपको जगह पर रहने, आश्रय स्थापित करने और अंत की प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है खराब मौसम के लिए (सूरज निकल सकता है) या मदद के लिए। जंगल में, स्थलचिह्न - पेड़ या झाड़ियाँ - आपको एक सीधी रेखा में चलने में मदद करेंगे, और हर बार आपको ऐसे दो स्थलों पर टिके रहने की आवश्यकता होगी - एक सामने, दूसरा पीछे। लेकिन, निःसंदेह, अपने साथ कंपास ले जाना सबसे अच्छा है...

इल्या लीनसन

साहित्य:

मारियो लिओज़ी. भौतिकी का इतिहास. एम., मीर, 1970
केर्कर एम. 1900 से पहले ब्राउनियन आंदोलन और आणविक वास्तविकता. जर्नल ऑफ़ केमिकल एजुकेशन, 1974, खंड। 51, संख्या 12
लीन्सन आई.ए. रासायनिक प्रतिक्रिएं. एम., एस्ट्रेल, 2002



अणुओं के बीच परस्पर क्रिया बल……………………4

जिओर्डानो ब्रूनो को क्यों जलाया गया?...................................................... 7

क्या गैलीलियो गैलीली ने अपने वैज्ञानिक विचारों को त्याग दिया? .......... .................................. .. ....9

ग्रंथ सूची…………………………………………………… .. .13

एक प्रकार कि गति
ब्राउनियन गति, किसी तरल या गैस में निलंबित छोटे कणों की यादृच्छिक गति, जो पर्यावरण के अणुओं के झटके के प्रभाव में होती है। रॉबर्ट द्वारा खोला गयाभूरा 1827 में। निलंबित कण, जो केवल माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देते हैं, एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से चलते हैं और जटिल ज़िगज़ैग प्रक्षेपवक्र का वर्णन करते हैं। ब्राउनियन गति समय के साथ कमजोर नहीं होती है और यह माध्यम के रासायनिक गुणों पर निर्भर नहीं करती है। ब्राउनियन गति की तीव्रता माध्यम के तापमान में वृद्धि और इसकी चिपचिपाहट और कण आकार में कमी के साथ बढ़ती है।
ब्राउनियन गति का अवलोकन करते समय, कण की स्थिति नियमित अंतराल पर दर्ज की जाती है। बेशक, अवलोकनों के बीच कण सीधी रेखा में नहीं चलता है, लेकिन क्रमिक स्थितियों को सीधी रेखाओं से जोड़ने से गति की एक पारंपरिक तस्वीर मिलती है।
ब्राउनियन गति का सिद्धांत अणुओं और घर्षण बलों से यादृच्छिक बलों की कार्रवाई द्वारा एक कण की यादृच्छिक गति की व्याख्या करता है। बल की यादृच्छिक प्रकृति का अर्थ है कि समय अंतराल टी 1 के दौरान इसकी कार्रवाई अंतराल टी 2 के दौरान कार्रवाई से पूरी तरह से स्वतंत्र है यदि ये अंतराल ओवरलैप नहीं होते हैं। पर्याप्त लंबे समय तक औसत बल शून्य होता है, और ब्राउनियन कण का औसत विस्थापन भी शून्य होता है।
ब्राउनियन गति के सिद्धांत ने सांख्यिकीय यांत्रिकी की नींव में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। इसके अलावा इसका व्यावहारिक महत्व भी है। सबसे पहले, ब्राउनियन गति माप उपकरणों की सटीकता को सीमित करती है। उदाहरण के लिए, दर्पण गैल्वेनोमीटर की रीडिंग की सटीकता की सीमा दर्पण के कंपन से निर्धारित होती है, जैसे हवा के अणुओं द्वारा ब्राउनियन कण पर बमबारी की जाती है। ब्राउनियन गति के नियम इलेक्ट्रॉनों की यादृच्छिक गति को निर्धारित करते हैं, जिसके कारणशोर विद्युत परिपथों में. में ढांकता हुआ नुकसानपारद्युतिक ढांकता हुआ बनाने वाले द्विध्रुव अणुओं के यादृच्छिक आंदोलनों द्वारा समझाया गया है। इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में आयनों की यादृच्छिक गति उनके विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाती है।
अणुओं के बीच परस्पर क्रिया बल

अंतरआण्विक अंतःक्रिया विद्युतीय रूप से तटस्थ के बीच की अंतःक्रिया हैअणु या परमाणु . अंतर-आणविक अंतःक्रिया की शक्तियों को पहली बार ध्यान में रखा गयाजे. डी. वैन डेर वाल्स (1873 ) वास्तविक गैसों और तरल पदार्थों के गुणों की व्याख्या करना।
उन्मुखीकरण बलध्रुवीय अणुओं के बीच कार्य करें, अर्थात जिनके साथविद्युत द्विध्रुव आघूर्ण. दो ध्रुवीय अणुओं के बीच आकर्षण बल तब सबसे अधिक होता है जब उनके द्विध्रुव आघूर्ण एक ही रेखा पर संरेखित होते हैं। यह बल इस तथ्य के कारण उत्पन्न होता है कि असमान आवेशों के बीच की दूरी समान आवेशों के बीच की दूरी से थोड़ी कम होती है। परिणामस्वरूप, द्विध्रुवों का आकर्षण उनके प्रतिकर्षण से अधिक हो जाता है। द्विध्रुवों की अंतःक्रिया उनके पारस्परिक अभिविन्यास पर निर्भर करती है, और इसलिए द्विध्रुव अंतःक्रिया की शक्तियों को कहा जाता है ओरिएंटेशनल. अराजक तापीय गति लगातार ध्रुवीय अणुओं के अभिविन्यास को बदलती रहती है, लेकिन, जैसा कि गणना से पता चलता है, सभी संभावित झुकावों पर बल के औसत मूल्य का एक निश्चित मान होता है जो शून्य के बराबर नहीं होता है।

आगमनात्मक (या ध्रुवीकरण) बलध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय अणुओं के बीच कार्य करें। एक ध्रुवीय अणु बनाता हैविद्युत क्षेत्र, जो पूरे आयतन में समान रूप से वितरित विद्युत आवेशों के साथ एक अणु का ध्रुवीकरण करता है। धनात्मक आवेश विद्युत क्षेत्र की दिशा में विस्थापित हो जाते हैं (अर्थात, धनात्मक ध्रुव से दूर), और ऋणात्मक आवेश विद्युत क्षेत्र के विपरीत (सकारात्मक ध्रुव की ओर) स्थानांतरित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, एक गैर-ध्रुवीय अणु में एक द्विध्रुवीय क्षण प्रेरित होता है।
इस ऊर्जा को कहा जाता है प्रेरण, क्योंकि यह अणुओं के ध्रुवीकरण के कारण प्रकट होता हैइलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण. आगमनात्मक बल ( एफ आईएनडी ?आर? 7) ध्रुवीय अणुओं के बीच भी कार्य करता है।
गैर-ध्रुवीय अणुओं के बीच कार्य करता है फैलावदार अंतर-आणविक संपर्क. इस अंतःक्रिया का स्वरूप सृष्टि के बाद ही पूर्णतः स्पष्ट हो सकाक्वांटम यांत्रिकी. परमाणुओं और अणुओं मेंइलेक्ट्रॉनों जटिल तरीके से नाभिक के चारों ओर घूमें। समय के साथ औसतन, गैर-ध्रुवीय अणुओं के द्विध्रुव क्षण शून्य हो जाते हैं। लेकिन हर क्षण इलेक्ट्रॉन कोई न कोई स्थान ग्रहण कर लेते हैं। इसलिए, द्विध्रुव क्षण का तात्कालिक मान (उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु के लिए) शून्य से भिन्न होता है। एक तात्कालिक द्विध्रुव एक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो पड़ोसी अणुओं को ध्रुवीकृत करता है। परिणाम एक अंतःक्रिया है तात्कालिक द्विध्रुव. गैर-ध्रुवीय अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की ऊर्जा सभी संभावित तात्कालिक द्विध्रुवों की द्विध्रुवीय क्षणों के साथ परस्पर क्रिया का औसत परिणाम है जो वे प्रेरण के कारण पड़ोसी अणुओं में प्रेरित करते हैं।
इस प्रकार की अंतरआणविक अंतःक्रिया कहलाती है फैलानेवालाक्योंकिप्रकाश फैलाव किसी पदार्थ में यह अंतःक्रिया अणुओं के समान गुणों द्वारा निर्धारित होती है। फैलाव बल सभी परमाणुओं और अणुओं के बीच कार्य करते हैं, क्योंकि उनकी उपस्थिति का तंत्र इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि अणुओं (परमाणुओं) में स्थायी द्विध्रुवीय क्षण हैं या नहीं। आमतौर पर ये बल परिमाण में ओरिएंटेशनल और इंडक्टिव दोनों से अधिक होते हैं। केवल बड़े द्विध्रुवीय क्षणों वाले अणुओं की परस्पर क्रिया के दौरान, उदाहरण के लिए पानी के अणु, एफ या > एफ डिस्प(पानी के अणुओं के लिए 3 बार)। जैसे ध्रुवीय अणुओं के साथ बातचीत करते समयसीओ, हाय, एचबीआर और अन्य, फैलाव बल अन्य सभी की तुलना में दसियों और सैकड़ों गुना अधिक हैं।
यह बहुत महत्वपूर्ण है कि दूरी के साथ तीनों प्रकार की अंतर-आणविक अंतःक्रियाएं एक ही तरह से घटती जाती हैं:
यू = यू या + यू आईएनडी + यू डिस्प ?आर ? 6
प्रतिकारक शक्तियाँभरने पर अणुओं के बीच बहुत कम दूरी पर कार्य करते हैंइलेक्ट्रॉनिक गोलेपरमाणु जो अणु बनाते हैं। क्वांटम यांत्रिकी में विद्यमानपाउली सिद्धांत भरे हुए इलेक्ट्रॉन कोशों के एक दूसरे में प्रवेश को प्रतिबंधित करता है। जो प्रतिकारक बल उत्पन्न होते हैं, वे आकर्षक बलों की तुलना में काफी हद तक अणुओं की वैयक्तिकता पर निर्भर करते हैं

जिओर्डानो ब्रूनो को क्यों जलाया गया?
ब्रूनो जियोर्डानो फ़िलिप (1548, नोला, - 17.2.1600, रोम), इतालवी दार्शनिक और कवि, प्रतिनिधिदेवपूजां . अपने विचारों के लिए पादरी द्वारा सताए जाने पर, उन्होंने इटली छोड़ दिया और फ्रांस, इंग्लैंड और जर्मनी में रहने लगे। इटली (1592) लौटने पर, उन पर विधर्म और स्वतंत्र विचार का आरोप लगाया गया और आठ साल जेल में रहने के बाद, उन्हें जला दिया गया।
ब्रूनो के दर्शन विचारों मेंनियोप्लाटोनिज्म (विशेष रूप से ब्रह्मांड के प्रेरक सिद्धांत के रूप में एक ही शुरुआत और विश्व आत्मा के बारे में विचार, जिसने ब्रूनो को प्रेरित कियापदार्थवाद ) प्राचीन भौतिकवादियों के साथ-साथ पाइथागोरस के विचारों के मजबूत प्रभाव से पार हो गया। शैक्षिक अरिस्टोटेलियनवाद के खिलाफ निर्देशित ब्रूनो के सर्वेश्वरवादी प्राकृतिक दर्शन का गठन, बड़े पैमाने पर कूसा के निकोलस के दर्शन के साथ ब्रूनो के परिचित होने से हुआ (जिनसे ब्रूनो ने सकारात्मक परिभाषा की असंभवता के आधार पर "नकारात्मक धर्मशास्त्र" का विचार भी सीखा था) भगवान की)। इन स्रोतों के आधार पर, ब्रूनो ने दर्शन का लक्ष्य किसी अलौकिक ईश्वर का ज्ञान नहीं, बल्कि प्रकृति का ज्ञान माना, जो "चीज़ों में ईश्वर" है। हेलियोसेंट्रिक सिद्धांत का विकास एन.कोपरनिकस , जिसका उन पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ा, ब्रूनो ने प्रकृति की अनंतता और दुनिया की अनंत संख्या के बारे में विचार व्यक्त किए, दुनिया की भौतिक एकरूपता (5 तत्वों का सिद्धांत जो सभी निकायों को बनाते हैं - पृथ्वी, जल, अग्नि, वायु) पर जोर दिया और ईथर)। ब्रूनो ने एक एकल अनंत सरल पदार्थ के विचार को जोड़ा, जिससे कई चीजें आंतरिक रिश्तेदारी और विपरीतताओं के संयोग के विचार से उत्पन्न होती हैं ("ऑन कॉज़, बिगिनिंग एंड वन," 1584)। अनंत में, पहचाने जाने पर, सीधी रेखा और वृत्त, केंद्र और परिधि, रूप और पदार्थ आदि विलीन हो जाते हैं। अस्तित्व की मूल इकाई हैइकाई , जिसकी गतिविधि में शारीरिक और आध्यात्मिक, वस्तु और विषय विलीन हो जाते हैं। सर्वोच्च पदार्थ "संन्यासियों का सन्यासी" या ईश्वर है; समग्र रूप से यह प्रत्येक व्यक्ति में स्वयं को अभिव्यक्त करता है - "हर चीज में हर चीज में।" इन विचारों का आधुनिक दर्शन के विकास पर बहुत प्रभाव पड़ा: अलग-अलग चीज़ों के संबंध में एक एकल पदार्थ का विचार ब्रूनो स्पिनोज़ा द्वारा विकसित किया गया था, एक सन्यासी का विचार - जी लीबनिज़ द्वारा, का विचार ​अस्तित्व की एकता और "विपरीतताओं का संयोग" - एफ. शेलिंग और जी. हेगेल की द्वंद्वात्मकता में। इस प्रकार, ब्रूनो का दर्शन मध्ययुगीन दार्शनिक प्रणालियों से आधुनिक समय की दार्शनिक अवधारणाओं तक एक संक्रमणकालीन कड़ी था।
वी.वी. सोकोलोव।
ब्रह्माण्ड विज्ञान में, ब्रूनो ने कई अनुमान व्यक्त किए जो उनके युग से आगे थे और केवल बाद की खगोलीय खोजों द्वारा उचित ठहराए गए: हमारे सौर मंडल के भीतर उनके समय में अज्ञात ग्रहों के अस्तित्व के बारे में, एक धुरी के चारों ओर सूर्य और सितारों के घूमने के बारे में (" अथाह और असंख्य पर,'' 1591), इस बारे में कि ब्रह्मांड में हमारे सूर्य के समान अनगिनत पिंड हैं, आदि। ब्रूनो ने पृथ्वी और आकाश के बीच विरोध के बारे में मध्ययुगीन विचारों का खंडन किया और मानवकेंद्रितवाद के खिलाफ बात करते हुए, रहने की क्षमता के बारे में बात की। दूसरी दुनिया के.
एक कवि के रूप में, ब्रूनो क्लासिकिज्म के विरोधियों में से थे। ब्रूनो का अपना कला कार्य: लिपिक-विरोधी व्यंग्य कविता "नूह का सन्दूक", दार्शनिक सॉनेट, कॉमेडी "द कैंडलस्टिक" (1582, रूसी अनुवाद 1940), जिसमें ब्रूनो "सीखी हुई कॉमेडी" के सिद्धांतों को तोड़ता है और एक स्वतंत्र रचना करता है नाटकीय रूप जो नियति सड़क के जीवन और रीति-रिवाजों का यथार्थवादी चित्रण करने की अनुमति देता है। इस कॉमेडी में, ब्रूनो पांडित्य और अंधविश्वास का उपहास करता है, और तीखे व्यंग्य के साथ कैथोलिक प्रतिक्रिया द्वारा लाई गई मूर्खतापूर्ण और पाखंडी अनैतिकता पर हमला करता है।
आर. आई. ख्लोडोव्स्की

क्या गैलीलियो गैलीली ने अपने वैज्ञानिक विचारों को त्याग दिया?
1609 में, हॉलैंड में आविष्कार की गई दूरबीन के बारे में उन तक पहुंची जानकारी के आधार पर, गैलीलियो ने अपना पहला दूरबीन बनाया, जो लगभग 3x आवर्धन देता था। टेलीस्कोप के संचालन का प्रदर्शन सेंट टावर से किया गया। यह डाक टिकट वेनिस में था और इसने बहुत प्रभाव डाला। गैलीलियो ने जल्द ही 32 गुना आवर्धन वाली एक दूरबीन बनाई। इसकी मदद से किए गए अवलोकनों ने अरस्तू के "आदर्श क्षेत्रों" और आकाशीय पिंडों की पूर्णता की हठधर्मिता को नष्ट कर दिया: चंद्रमा की सतह पहाड़ों से ढकी हुई थी और गड्ढों से भरी हुई थी, सितारों ने अपना स्पष्ट आकार खो दिया और उनकी विशाल दूरी को समझा गया पहली बार के लिए। बृहस्पति ने 4 उपग्रहों की खोज की, और आकाश में बड़ी संख्या में नए तारे दिखाई देने लगे। आकाशगंगा अलग-अलग तारों में टूट गई। गैलीलियो ने "द स्टाररी मैसेंजर" (1610-11) में अपनी टिप्पणियों का वर्णन किया, जिसने आश्चर्यजनक प्रभाव डाला। इसी दौरान जमकर विवाद शुरू हो गया. गैलीलियो पर इस तथ्य का आरोप लगाया गया था कि उन्होंने जो कुछ भी देखा वह एक ऑप्टिकल भ्रम था; उन्होंने यह भी तर्क दिया कि उनकी टिप्पणियां अरस्तू का खंडन करती थीं, और इसलिए गलत थीं।
खगोलीय खोजों ने गैलीलियो के जीवन में एक महत्वपूर्ण मोड़ के रूप में कार्य किया: उन्हें शिक्षण से मुक्त कर दिया गया और, ड्यूक कोसिमो II डी 'मेडिसी के निमंत्रण पर, फ्लोरेंस चले गए। यहां वह व्याख्यान देने की बाध्यता के बिना, विश्वविद्यालय के दरबारी "दार्शनिक" और "प्रथम गणितज्ञ" बन जाते हैं।
टेलीस्कोपिक अवलोकन जारी रखते हुए, गैलीलियो ने शुक्र के चरणों, सौर धब्बों और सूर्य के घूर्णन की खोज की, बृहस्पति के उपग्रहों की गति का अध्ययन किया और शनि का अवलोकन किया। 1611 में, गैलीलियो ने रोम की यात्रा की, जहां उन्हें पोप दरबार में एक उत्साही स्वागत मिला और जहां उन्होंने एकेडेमिया देई लिन्सेई ("लिंक्स-आइड अकादमी") के संस्थापक प्रिंस सेसी के साथ दोस्ती की, जिसके वे सदस्य बन गए। . ड्यूक के आग्रह पर, गैलीलियो ने अपना पहला अरिस्टोटेलियन-विरोधी काम, "डिस्कोर्स ऑन बॉडीज़ इन वॉटर एंड देट दैट मूव इन इट" (1612) प्रकाशित किया, जहां उन्होंने तरल निकायों में संतुलन की स्थिति की व्युत्पत्ति के लिए समान क्षणों के सिद्धांत को लागू किया। .
हालाँकि, 1613 में, गैलीलियो द्वारा एबॉट कैस्टेली को लिखा गया एक पत्र ज्ञात हुआ, जिसमें उन्होंने कोपरनिकस के विचारों का बचाव किया था। यह पत्र इनक्विजिशन के लिए गैलीलियो की सीधी निंदा के लिए एक कारण के रूप में कार्य करता था। 1616 में, जेसुइट मण्डली ने कोपरनिकस की शिक्षाओं को विधर्मी घोषित कर दिया और कोपरनिकस की पुस्तक को निषिद्ध पुस्तकों की सूची में शामिल कर दिया गया। डिक्री में गैलीलियो का नाम नहीं था, लेकिन उन्हें निजी तौर पर इस सिद्धांत की रक्षा को त्यागने का आदेश दिया गया था। गैलीलियो ने औपचारिक रूप से डिक्री को प्रस्तुत किया। कई वर्षों तक उन्हें कोपर्निकन प्रणाली के बारे में चुप रहने या संकेतों में इसके बारे में बोलने के लिए मजबूर किया गया। 1616 में गैलीलियो ने रोम की यात्रा की। धर्मशास्त्री, तथाकथित "इनक्विज़िशन के लिए केस तैयार करने वाले", कोपर्निकन सिद्धांत पर चर्चा और परीक्षण करने के लिए पोप महल में इकट्ठा होते हैं, और फिर कोपरनिकस के विचारों के प्रचार पर रोक लगाने वाला एक आदेश जारी करते हैं। यह पहला आधिकारिक प्रतिबंध था. परन्तु गैलीलियो ने अपने विचार नहीं छोड़े। मैं और अधिक सावधान हो गया। कोपरनिकस की शिक्षाओं का प्रचार करने के अधिकार से वंचित होकर, उन्होंने अपनी आलोचना अरस्तू के विरुद्ध निर्देशित की। इस अवधि के दौरान गैलीलियो का एकमात्र प्रमुख कार्य द एसेयर था, जो 1618 में प्रकाशित तीन धूमकेतुओं पर एक विवादास्पद ग्रंथ था। साहित्यिक रूप, बुद्धि और शैली के परिष्कार के संदर्भ में, यह गैलीलियो के सबसे उल्लेखनीय कार्यों में से एक है।
कोपरनिकन प्रणाली की वैधता से आश्वस्त होकर, गैलीलियो ने एक बड़े खगोलीय ग्रंथ, "दुनिया की दो सबसे महत्वपूर्ण प्रणालियों पर संवाद - टॉलेमिक और कोपरनिकन" (1632) पर काम करना शुरू किया। यह कार्य इतनी दृढ़ता से कोपरनिकन शिक्षण के फायदों को साबित करता है, और पोप, जिसे अरिस्टोटेलियन अवधारणा के समर्थक, सरल दिमाग वाले हारे हुए सिम्पलिसियो की आड़ में चित्रित किया गया है, इतना मूर्ख दिखता है कि गड़गड़ाहट धीमी नहीं थी। पिताजी नाराज थे. गैलीलियो के शत्रुओं ने इसका फायदा उठाया और उन्हें अदालत में बुलाया गया। सत्तर वर्षीय गैलीलियो की आत्मा टूट गयी। बुजुर्ग वैज्ञानिक को सार्वजनिक रूप से पश्चाताप करने के लिए मजबूर किया गया था, और अपने जीवन के अंतिम वर्षों में उन्होंने घर की गिरफ्तारी और जांच की निगरानी में बिताया। 1635 में उन्होंने "अपनी विधर्मी शिक्षा" को त्याग दिया। वैज्ञानिक गैलीलियो कोई नायक नहीं थे। उन्होंने हार स्वीकार कर ली. लेकिन विज्ञान के इतिहास में वह एक महान वैज्ञानिक बने रहे, और गैलीलियो का परीक्षण, कैथोलिक धर्म के अनुयायियों के शब्दों में भी, "चर्च के अधिकारियों द्वारा विज्ञान के संबंध में अब तक की गई सबसे घातक गलती थी।"
1623 में, गैलीलियो के मित्र कार्डिनल माफ़ियो बारबेरिनी अर्बन VIII के नाम से पोप सिंहासन पर बैठे। गैलीलियो के लिए यह घटना अंतर्विरोध (डिक्री) के बंधनों से मुक्ति के समान थी। 1630 में, वह "डायलॉग ऑन द ईब एंड फ्लो ऑफ द टाइड्स" ("विश्व की दो प्रमुख प्रणालियों पर डायलॉग का पहला शीर्षक") की तैयार पांडुलिपि के साथ रोम पहुंचे, जिसमें कॉपरनिकस और टॉलेमी को तीन वार्ताकारों के बीच बातचीत में प्रस्तुत किया गया है: सग्रेडो, साल्वियाती और सिम्पलिसियो।
वगैरह.................

ब्राउनियन गति क्या है?

अब आप अणुओं की तापीय गति (आण्विक गतिज सिद्धांत की दूसरी मुख्य स्थिति) के सबसे स्पष्ट प्रमाण से परिचित हो जाएंगे। एक माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखने की कोशिश करना सुनिश्चित करें और देखें कि तथाकथित ब्राउनियन कण कैसे चलते हैं।

पहले, आपने सीखा कि यह क्या है प्रसार, यानी गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों का सीधे संपर्क में मिश्रण। इस घटना को अणुओं की यादृच्छिक गति और एक पदार्थ के अणुओं के दूसरे पदार्थ के अणुओं के बीच के स्थान में प्रवेश द्वारा समझाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह इस तथ्य को समझा सकता है कि पानी और अल्कोहल के मिश्रण की मात्रा उसके घटक घटकों की मात्रा से कम है। लेकिन अणुओं की गति का सबसे स्पष्ट प्रमाण पानी में निलंबित किसी भी ठोस पदार्थ के सबसे छोटे कणों को माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखकर प्राप्त किया जा सकता है। ये कण यादृच्छिक गति से गुजरते हैं, जिसे कहा जाता है ब्राउनियन.

यह किसी तरल (या गैस) में निलंबित कणों की तापीय गति है।

ब्राउनियन गति का अवलोकन

अंग्रेजी वनस्पतिशास्त्री आर. ब्राउन (1773-1858) ने पहली बार 1827 में इस घटना को देखा, जब उन्होंने माइक्रोस्कोप के माध्यम से पानी में निलंबित काई के बीजाणुओं की जांच की। बाद में उन्होंने मिस्र के पिरामिडों के पत्थर के टुकड़ों सहित अन्य छोटे कणों को देखा। आजकल, ब्राउनियन गति का निरीक्षण करने के लिए, वे गम पेंट के कणों का उपयोग करते हैं, जो पानी में अघुलनशील है। ये कण अनियमित रूप से चलते हैं। हमारे लिए सबसे आश्चर्यजनक और असामान्य बात यह है कि यह गति कभी नहीं रुकती। हम इस तथ्य के आदी हैं कि कोई भी गतिशील वस्तु देर-सबेर रुक जाती है। ब्राउन ने शुरू में सोचा था कि काई के बीजाणु जीवन के लक्षण दिखा रहे थे।

थर्मल मूवमेंट, और यह रुक नहीं सकता। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, इसकी तीव्रता बढ़ती जाती है। चित्र 8.3 ब्राउनियन कणों की गति का एक चित्र दिखाता है। बिंदुओं से चिह्नित कणों की स्थिति 30 सेकंड के नियमित अंतराल पर निर्धारित की जाती है। ये बिंदु सीधी रेखाओं से जुड़े हुए हैं। वास्तव में, कणों का प्रक्षेप पथ कहीं अधिक जटिल है।

गैस में ब्राउनियन गति भी देखी जा सकती है। यह हवा में निलंबित धूल के कणों या धुएं के कारण होता है।

जर्मन भौतिक विज्ञानी आर. पोहल (1884-1976) ने ब्राउनियन गति का रंगीन ढंग से वर्णन किया है: “कुछ घटनाएं ब्राउनियन गति जितनी किसी पर्यवेक्षक को मोहित करने में सक्षम हैं। यहां पर्यवेक्षक को पर्दे के पीछे प्रकृति में क्या हो रहा है, यह देखने की अनुमति है। उसके सामने एक नई दुनिया खुलती है - बड़ी संख्या में कणों की एक निरंतर हलचल। सबसे छोटे कण सूक्ष्मदर्शी के दृश्य क्षेत्र से तेजी से उड़ते हैं, लगभग तुरंत ही गति की दिशा बदल देते हैं। बड़े कण अधिक धीमी गति से चलते हैं, लेकिन वे लगातार गति की दिशा भी बदलते रहते हैं। बड़े कण व्यावहारिक रूप से अपनी जगह पर कुचले जाते हैं। उनके उभार स्पष्ट रूप से अपनी धुरी के चारों ओर कणों के घूमने को दर्शाते हैं, जो अंतरिक्ष में लगातार दिशा बदलते रहते हैं। व्यवस्था या व्यवस्था का कहीं नामोनिशान नहीं है। अंध अवसर का प्रभुत्व - यही वह मजबूत, जबरदस्त प्रभाव है जो यह तस्वीर पर्यवेक्षक पर छोड़ती है।

वर्तमान में अवधारणा एक प्रकार कि गतिव्यापक अर्थ में प्रयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, ब्राउनियन गति संवेदनशील माप उपकरणों की सुइयों का कंपन है, जो उपकरण भागों और पर्यावरण के परमाणुओं के थर्मल आंदोलन के कारण होता है।

ब्राउनियन गति की व्याख्या

ब्राउनियन गति को केवल आणविक गतिज सिद्धांत के आधार पर ही समझाया जा सकता है। किसी कण की ब्राउनियन गति का कारण यह है कि कण पर तरल अणुओं के प्रभाव एक दूसरे को रद्द नहीं करते हैं. चित्र 8.4 योजनाबद्ध रूप से एक ब्राउनियन कण और उसके निकटतम अणुओं की स्थिति को दर्शाता है। जब अणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं, तो वे जो आवेग ब्राउनियन कण तक संचारित करते हैं, उदाहरण के लिए, बाईं ओर और दाईं ओर, समान नहीं होते हैं। इसलिए, ब्राउनियन कण पर तरल अणुओं का परिणामी दबाव बल शून्य नहीं होता है। यह बल कण की गति में परिवर्तन का कारण बनता है।

औसत दबाव का गैस और तरल दोनों में एक निश्चित मान होता है। लेकिन इस औसत से हमेशा मामूली यादृच्छिक विचलन होते हैं। शरीर का सतह क्षेत्र जितना छोटा होगा, इस क्षेत्र पर कार्य करने वाले दबाव बल में सापेक्ष परिवर्तन उतना ही अधिक ध्यान देने योग्य होगा। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि क्षेत्र का आकार अणु के कई व्यासों के क्रम का है, तो अणु के इस क्षेत्र से टकराने पर उस पर कार्य करने वाला दबाव बल अचानक शून्य से एक निश्चित मान में बदल जाता है।

ब्राउनियन गति का आणविक गतिज सिद्धांत 1905 में ए. आइंस्टीन (1879-1955) द्वारा बनाया गया था।

ब्राउनियन गति के सिद्धांत के निर्माण और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जे. पेरिन द्वारा इसकी प्रयोगात्मक पुष्टि ने अंततः आणविक गतिज सिद्धांत की जीत पूरी की।

पेरिन के प्रयोग

पेरिन के प्रयोगों का विचार इस प्रकार है. यह ज्ञात है कि वायुमंडल में गैस अणुओं की सांद्रता ऊंचाई के साथ घटती जाती है। यदि कोई तापीय गति नहीं होती, तो सभी अणु पृथ्वी पर गिर जाते और वातावरण गायब हो जाता। हालाँकि, यदि पृथ्वी के प्रति कोई आकर्षण नहीं होता, तो तापीय गति के कारण अणु पृथ्वी छोड़ देते, क्योंकि गैस असीमित विस्तार में सक्षम है। इन विरोधी कारकों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, ऊंचाई में अणुओं का एक निश्चित वितरण स्थापित होता है, जैसा कि ऊपर बताया गया है, यानी, ऊंचाई के साथ अणुओं की एकाग्रता बहुत तेजी से घट जाती है। इसके अलावा, अणुओं का द्रव्यमान जितना अधिक होता है, ऊँचाई के साथ उनकी सांद्रता उतनी ही तेज़ी से घटती जाती है।

ब्राउनियन कण तापीय गति में भाग लेते हैं। चूँकि उनकी परस्पर क्रिया नगण्य रूप से छोटी होती है, इसलिए गैस या तरल में इन कणों के संग्रह को बहुत भारी अणुओं की एक आदर्श गैस माना जा सकता है। नतीजतन, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में गैस या तरल में ब्राउनियन कणों की सांद्रता गैस अणुओं की सांद्रता के समान कानून के अनुसार घटनी चाहिए। यह कानून ज्ञात है.

पेरिन ने क्षेत्र की उथली गहराई (क्षेत्र की उथली गहराई) के साथ एक उच्च-आवर्धन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके तरल की बहुत पतली परतों में ब्राउनियन कणों का अवलोकन किया। विभिन्न ऊंचाइयों पर कणों की सांद्रता की गणना करके, उन्होंने पाया कि यह सांद्रता गैस अणुओं की सांद्रता के समान नियम के अनुसार ऊंचाई के साथ घटती जाती है। अंतर यह है कि ब्राउनियन कणों के बड़े द्रव्यमान के कारण कमी बहुत जल्दी होती है।

इसके अलावा, विभिन्न ऊंचाइयों पर ब्राउनियन कणों की गिनती ने पेरिन को पूरी तरह से नई विधि का उपयोग करके एवोगैड्रो के स्थिरांक को निर्धारित करने की अनुमति दी। इस स्थिरांक का मान ज्ञात स्थिरांक से मेल खाता है।

ये सभी तथ्य ब्राउनियन गति के सिद्धांत की शुद्धता का संकेत देते हैं और तदनुसार, ब्राउनियन कण अणुओं की थर्मल गति में भाग लेते हैं।

आपने तापीय गति के अस्तित्व को स्पष्ट रूप से देखा है; एक अराजक आंदोलन होते देखा. अणु ब्राउनियन कणों की तुलना में और भी अधिक अनियमित रूप से चलते हैं।

घटना का सार

आइए अब ब्राउनियन गति की घटना के सार को समझने का प्रयास करें। और ऐसा इसलिए होता है क्योंकि सभी बिल्कुल तरल पदार्थ और गैसें परमाणुओं या अणुओं से बने होते हैं। लेकिन हम यह भी जानते हैं कि ये छोटे कण, निरंतर अराजक गति में रहते हुए, ब्राउनियन कण को ​​लगातार अलग-अलग दिशाओं से धकेलते रहते हैं।

लेकिन दिलचस्प बात यह है कि वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि 5 माइक्रोन से बड़े आकार के कण गतिहीन रहते हैं और ब्राउनियन गति में लगभग भाग नहीं लेते हैं, जो छोटे कणों के बारे में नहीं कहा जा सकता है। 3 माइक्रोन से कम आकार वाले कण अनुवादात्मक रूप से चलने, घूर्णन करने या जटिल प्रक्षेप पथ लिखने में सक्षम हैं।

जब किसी बड़े पिंड को वातावरण में डुबोया जाता है तो भारी मात्रा में होने वाले झटके औसत स्तर तक पहुंचते हुए निरंतर दबाव बनाए रखते प्रतीत होते हैं। इस मामले में, आर्किमिडीज़ का सिद्धांत काम में आता है, क्योंकि चारों ओर से पर्यावरण से घिरा एक बड़ा पिंड दबाव को संतुलित करता है और शेष उठाने वाला बल इस पिंड को तैरने या डूबने की अनुमति देता है।

लेकिन अगर शरीर में ब्राउनियन कण जैसे आयाम हैं, जो पूरी तरह से अगोचर है, तो दबाव विचलन ध्यान देने योग्य हो जाता है, जो एक यादृच्छिक बल के निर्माण में योगदान देता है जो इन कणों के कंपन की ओर जाता है। यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि डूबने या तैरने वाले बड़े कणों के विपरीत, माध्यम में ब्राउनियन कण निलंबन में हैं।

ब्राउनियन गति का अर्थ

आइए यह जानने का प्रयास करें कि क्या ब्राउनियन गति का प्राकृतिक वातावरण में कोई महत्व है:

सबसे पहले, ब्राउनियन गति मिट्टी से पौधों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है;
दूसरे, मानव और पशु जीवों में, पोषक तत्वों का अवशोषण ब्राउनियन गति के कारण पाचन अंगों की दीवारों के माध्यम से होता है;
तीसरा, त्वचा श्वास के कार्यान्वयन में;
और अंत में, हवा और पानी में हानिकारक पदार्थों के वितरण में ब्राउनियन गति महत्वपूर्ण है।

गृहकार्य

प्रश्नों को ध्यान से पढ़ें और उनके लिखित उत्तर दें:

1. याद रखें प्रसार किसे कहते हैं?
2. अणुओं के प्रसार और तापीय गति के बीच क्या संबंध है?
3. ब्राउनियन गति को परिभाषित करें।
4. क्या आपको लगता है कि ब्राउनियन गति थर्मल है, और अपने उत्तर को उचित ठहराते हैं?
5. क्या गर्म करने पर ब्राउनियन गति की प्रकृति बदल जाएगी? यदि यह बदलता है, तो वास्तव में कैसे?
6. ब्राउनियन गति का अध्ययन करने के लिए किस उपकरण का उपयोग किया जाता है?
7. क्या बढ़ते तापमान के साथ ब्राउनियन गति का पैटर्न बदलता है और वास्तव में कैसे?
8. यदि पानी के इमल्शन को ग्लिसरॉल से बदल दिया जाए तो क्या ब्राउनियन गति में कोई बदलाव आएगा?

जी.या.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी 10वीं कक्षा

« भौतिकी - 10वीं कक्षा"

बुनियादी स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम से प्रसार की घटना को याद रखें।
इस घटना को कैसे समझाया जा सकता है?

पहले, आपने सीखा कि यह क्या है प्रसार, यानी, एक पदार्थ के अणुओं का दूसरे पदार्थ के अंतर-आणविक स्थान में प्रवेश। यह घटना अणुओं की यादृच्छिक गति से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, यह इस तथ्य को समझा सकता है कि पानी और अल्कोहल के मिश्रण की मात्रा उसके घटक घटकों की मात्रा से कम है।

लेकिन अणुओं की गति का सबसे स्पष्ट प्रमाण पानी में निलंबित किसी भी ठोस पदार्थ के सबसे छोटे कणों को माइक्रोस्कोप के माध्यम से देखकर प्राप्त किया जा सकता है। ये कण यादृच्छिक गति से गुजरते हैं, जिसे कहा जाता है ब्राउनियन.

एक प्रकार कि गतिकिसी तरल (या गैस) में निलंबित कणों की तापीय गति है।

ब्राउनियन गति का अवलोकन.

अंग्रेजी वनस्पतिशास्त्री आर. ब्राउन (1773-1858) ने पहली बार 1827 में इस घटना को देखा, जब उन्होंने माइक्रोस्कोप के माध्यम से पानी में निलंबित काई के बीजाणुओं की जांच की।

बाद में उन्होंने मिस्र के पिरामिडों के पत्थर के टुकड़ों सहित अन्य छोटे कणों को देखा। आजकल, ब्राउनियन गति का निरीक्षण करने के लिए, वे गम पेंट के कणों का उपयोग करते हैं, जो पानी में अघुलनशील है। ये कण अनियमित रूप से चलते हैं। हमारे लिए सबसे आश्चर्यजनक और असामान्य बात यह है कि यह गति कभी नहीं रुकती। हम इस तथ्य के आदी हैं कि कोई भी गतिशील वस्तु देर-सबेर रुक जाती है। ब्राउन ने शुरू में सोचा था कि काई के बीजाणु जीवन के लक्षण दिखा रहे थे।

ब्राउनियन गति तापीय गति है, और यह रुक नहीं सकती। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, इसकी तीव्रता बढ़ती जाती है।

चित्र 8.3 ब्राउनियन कणों के प्रक्षेप पथ को दर्शाता है। बिंदुओं से चिह्नित कणों की स्थिति 30 सेकंड के नियमित अंतराल पर निर्धारित की जाती है। ये बिंदु सीधी रेखाओं से जुड़े हुए हैं। वास्तव में, कणों का प्रक्षेप पथ कहीं अधिक जटिल है।

ब्राउनियन गति की व्याख्या.

ब्राउनियन गति को केवल आणविक गतिज सिद्धांत के आधार पर ही समझाया जा सकता है।

“कुछ घटनाएँ एक पर्यवेक्षक को ब्राउनियन गति जितना मोहित कर सकती हैं। यहां पर्यवेक्षक को पर्दे के पीछे प्रकृति में क्या हो रहा है, यह देखने की अनुमति है। उसके सामने एक नई दुनिया खुलती है - बड़ी संख्या में कणों की एक निरंतर हलचल। सबसे छोटे कण सूक्ष्मदर्शी के दृश्य क्षेत्र से तेजी से उड़ते हैं, लगभग तुरंत ही गति की दिशा बदल देते हैं। बड़े कण अधिक धीमी गति से चलते हैं, लेकिन वे लगातार गति की दिशा भी बदलते रहते हैं। बड़े कण व्यावहारिक रूप से अपनी जगह पर कुचले जाते हैं। उनके उभार स्पष्ट रूप से अपनी धुरी के चारों ओर कणों के घूमने को दर्शाते हैं, जो अंतरिक्ष में लगातार दिशा बदलते रहते हैं। व्यवस्था या व्यवस्था का कहीं नामोनिशान नहीं है। अंध अवसर का प्रभुत्व - यही वह मजबूत, जबरदस्त प्रभाव है जो यह तस्वीर पर्यवेक्षक पर छोड़ती है। आर. पॉल (1884-1976)।

किसी कण की ब्राउनियन गति का कारण यह है कि कण पर तरल अणुओं के प्रभाव एक दूसरे को रद्द नहीं करते हैं।

चित्र 8.4 योजनाबद्ध रूप से एक ब्राउनियन कण और उसके निकटतम अणुओं की स्थिति को दर्शाता है।

जब अणु बेतरतीब ढंग से चलते हैं, तो वे जो आवेग ब्राउनियन कण तक संचारित करते हैं, उदाहरण के लिए, बाईं ओर और दाईं ओर, समान नहीं होते हैं। इसलिए, ब्राउनियन कण पर तरल अणुओं का परिणामी दबाव बल शून्य नहीं होता है। यह बल कण की गति में परिवर्तन का कारण बनता है।

ब्राउनियन गति का आणविक गतिज सिद्धांत 1905 में ए. आइंस्टीन (1879-1955) द्वारा बनाया गया था। ब्राउनियन गति के सिद्धांत के निर्माण और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जे. पेरिन द्वारा इसकी प्रयोगात्मक पुष्टि ने अंततः आणविक गतिज सिद्धांत की जीत पूरी की। 1926 में, जे. पेरिन को पदार्थ की संरचना के अध्ययन के लिए नोबेल पुरस्कार मिला।

पेरिन के प्रयोग.

पेरिन के प्रयोगों का विचार इस प्रकार है. यह ज्ञात है कि वायुमंडल में गैस अणुओं की सांद्रता ऊंचाई के साथ घटती जाती है। यदि कोई तापीय गति नहीं होती, तो सभी अणु पृथ्वी पर गिर जाते और वातावरण गायब हो जाता। हालाँकि, यदि पृथ्वी के प्रति कोई आकर्षण नहीं होता, तो तापीय गति के कारण अणु पृथ्वी छोड़ देते, क्योंकि गैस असीमित विस्तार में सक्षम है। इन विरोधी कारकों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, ऊंचाई में अणुओं का एक निश्चित वितरण स्थापित होता है, यानी, ऊंचाई के साथ अणुओं की एकाग्रता बहुत तेजी से घट जाती है। इसके अलावा, अणुओं का द्रव्यमान जितना अधिक होता है, ऊँचाई के साथ उनकी सांद्रता उतनी ही तेज़ी से घटती जाती है।

ब्राउनियन कण तापीय गति में भाग लेते हैं। चूंकि उनकी परस्पर क्रिया नगण्य है, इसलिए गैस या तरल में इन कणों के संग्रह को बहुत भारी अणुओं की एक आदर्श गैस माना जा सकता है। नतीजतन, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में गैस या तरल में ब्राउनियन कणों की सांद्रता गैस अणुओं की सांद्रता के समान कानून के अनुसार घटनी चाहिए। यह कानून ज्ञात है.

पेरिन ने क्षेत्र की उथली गहराई (क्षेत्र की उथली गहराई) के साथ एक उच्च-आवर्धन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके तरल की बहुत पतली परतों में ब्राउनियन कणों का अवलोकन किया। विभिन्न ऊंचाइयों पर कणों की सांद्रता की गणना करके, उन्होंने पाया कि यह सांद्रता गैस अणुओं की सांद्रता के समान नियम के अनुसार ऊंचाई के साथ घटती जाती है। अंतर यह है कि ब्राउनियन कणों के बड़े द्रव्यमान के कारण कमी बहुत जल्दी होती है।

ये सभी तथ्य ब्राउनियन गति के सिद्धांत की सत्यता को दर्शाते हैं और ब्राउनियन कण अणुओं की तापीय गति में भाग लेते हैं।

अलग-अलग ऊंचाई पर ब्राउनियन कणों की गणना करने से पेरिन को पूरी तरह से नई विधि का उपयोग करके एवोगैड्रो के स्थिरांक को निर्धारित करने की अनुमति मिली। इस स्थिरांक का मान पहले से ज्ञात स्थिरांक से मेल खाता है।

आज हम एक महत्वपूर्ण विषय पर करीब से नज़र डालेंगे - हम किसी तरल या गैस में पदार्थ के छोटे टुकड़ों की ब्राउनियन गति को परिभाषित करेंगे।

मानचित्र और निर्देशांक

कुछ स्कूली बच्चे, उबाऊ पाठों से परेशान होकर, समझ नहीं पाते कि भौतिकी का अध्ययन क्यों करें। इस बीच, यह वह विज्ञान था जिसने एक बार अमेरिका की खोज करना संभव बना दिया था!

चलो दूर से शुरू करते हैं. भूमध्य सागर की प्राचीन सभ्यताएँ, एक अर्थ में, भाग्यशाली थीं: वे पानी के एक बंद अंतर्देशीय निकाय के तट पर विकसित हुईं। भूमध्य सागर को ऐसा इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह चारों ओर से भूमि से घिरा हुआ है। और प्राचीन यात्री तटों को खोए बिना अपने अभियान के साथ काफी दूर तक यात्रा कर सकते थे। भूमि की रूपरेखा ने नेविगेट करने में मदद की। और पहले मानचित्र भौगोलिक के बजाय वर्णनात्मक रूप से तैयार किए गए थे। इन अपेक्षाकृत छोटी यात्राओं के कारण, यूनानी, फोनीशियन और मिस्रवासी जहाज़ बनाने में बहुत अच्छे हो गए। और जहां सर्वोत्तम उपकरण हैं, वहां आपकी दुनिया की सीमाओं को आगे बढ़ाने की इच्छा है।

इसलिए, एक दिन यूरोपीय शक्तियों ने समुद्र में प्रवेश करने का निर्णय लिया। महाद्वीपों के बीच अंतहीन विस्तार में नौकायन करते समय, नाविकों को कई महीनों तक केवल पानी ही पानी दिखाई देता था, और उन्हें किसी तरह अपना रास्ता ढूंढना पड़ता था। सटीक घड़ियों और उच्च गुणवत्ता वाले कंपास के आविष्कार ने किसी के निर्देशांक निर्धारित करने में मदद की।

घड़ी और कम्पास

हाथ से पकड़े जाने वाले छोटे क्रोनोमीटर के आविष्कार से नाविकों को बहुत मदद मिली। यह निर्धारित करने के लिए कि वे कहाँ थे, उन्हें एक साधारण उपकरण की आवश्यकता थी जो क्षितिज के ऊपर सूर्य की ऊंचाई को मापता था, और यह जानने के लिए कि वास्तव में दोपहर कब हुई थी। और कम्पास के लिए धन्यवाद, जहाज के कप्तानों को पता था कि वे कहाँ जा रहे थे। घड़ी और चुंबकीय सुई के गुणों दोनों का अध्ययन और निर्माण भौतिकविदों द्वारा किया गया था। इसकी बदौलत पूरी दुनिया यूरोपीय लोगों के लिए खोल दी गई।

नए महाद्वीप टेरा इंकॉग्निटा, अज्ञात भूमि थे। उन पर अजीब पौधे उग आए और अजीब जानवर पाए गए।

पौधे और भौतिकी

सभ्य दुनिया के सभी प्रकृतिवादी इन नई अजीब पारिस्थितिक प्रणालियों का अध्ययन करने के लिए दौड़ पड़े। और निःसंदेह, वे उनसे लाभ उठाना चाहते थे।

रॉबर्ट ब्राउन एक अंग्रेजी वनस्पतिशास्त्री थे। उन्होंने ऑस्ट्रेलिया और तस्मानिया की यात्रा की और वहां पौधों का संग्रह एकत्र किया। पहले से ही इंग्लैंड में घर पर, उन्होंने लाई गई सामग्री के विवरण और वर्गीकरण पर कड़ी मेहनत की। और यह वैज्ञानिक बहुत सूक्ष्म था। एक दिन, पौधे के रस में पराग की गति को देखते हुए, उन्होंने देखा: छोटे कण लगातार अराजक ज़िगज़ैग गति करते हैं। यह गैसों और तरल पदार्थों में छोटे तत्वों की ब्राउनियन गति की परिभाषा है। खोज के लिए धन्यवाद, अद्भुत वनस्पतिशास्त्री ने भौतिकी के इतिहास में अपना नाम लिखा!

भूरा और गूई

यूरोपीय विज्ञान में किसी प्रभाव या घटना का नाम उसकी खोज करने वाले व्यक्ति के नाम पर रखने की प्रथा है। लेकिन अक्सर ऐसा संयोगवश होता है. लेकिन जो व्यक्ति किसी भौतिक नियम का अधिक विस्तार से वर्णन करता है, उसके महत्व की खोज करता है या उसकी खोज करता है, वह स्वयं को अंधकार में पाता है। ऐसा फ्रांसीसी लुईस जॉर्जेस गौय के साथ हुआ। उन्होंने ही ब्राउनियन गति की परिभाषा दी थी (भौतिकी में इस विषय का अध्ययन करते समय 7वीं कक्षा में निश्चित रूप से इसके बारे में नहीं सुना जाता है)।

गौय का अनुसंधान और ब्राउनियन गति के गुण

फ्रांसीसी प्रयोगकर्ता लुई जॉर्जेस गौय ने विलयनों सहित कई तरल पदार्थों में विभिन्न प्रकार के कणों की गति देखी। उस समय का विज्ञान पहले से ही एक माइक्रोमीटर के दसवें हिस्से तक पदार्थ के टुकड़ों के आकार को सटीक रूप से निर्धारित करने में सक्षम था। ब्राउनियन गति क्या है इसकी खोज करते समय (यह गॉय ही थे जिन्होंने भौतिकी में इस घटना की परिभाषा दी थी), वैज्ञानिक ने महसूस किया: यदि कणों को कम चिपचिपे माध्यम में रखा जाए तो उनकी गति की तीव्रता बढ़ जाती है। एक व्यापक-स्पेक्ट्रम प्रयोगकर्ता होने के नाते, उन्होंने निलंबन को अलग-अलग शक्तियों के प्रकाश और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों में उजागर किया। वैज्ञानिक ने पाया कि ये कारक किसी भी तरह से कणों की अराजक ज़िगज़ैग छलांग को प्रभावित नहीं करते हैं। गौय ने स्पष्ट रूप से दिखाया कि ब्राउनियन गति क्या साबित करती है: किसी तरल या गैस के अणुओं की तापीय गति।

टीम और जन

आइए अब किसी तरल पदार्थ में पदार्थ के छोटे टुकड़ों के टेढ़े-मेढ़े उछाल की क्रियाविधि का अधिक विस्तार से वर्णन करें।

किसी भी पदार्थ में परमाणु या अणु होते हैं। संसार के ये तत्व बहुत छोटे हैं इन्हें कोई भी ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप नहीं देख सकता। तरल में वे हर समय दोलन और गति करते रहते हैं। जब कोई दृश्यमान कण किसी घोल में प्रवेश करता है तो उसका द्रव्यमान एक परमाणु से हजारों गुना अधिक होता है। तरल अणुओं की ब्राउनियन गति अव्यवस्थित रूप से होती है। लेकिन फिर भी, सभी परमाणु या अणु एक सामूहिक हैं, वे एक-दूसरे से जुड़े हुए हैं, जैसे लोग हाथ मिलाते हैं। इसलिए, कभी-कभी ऐसा होता है कि कण के एक तरफ तरल के परमाणु इस तरह से चलते हैं कि वे उस पर "दबाते" हैं, जबकि कण के दूसरी तरफ कम सघन वातावरण बन जाता है। इसलिए, धूल के कण विलयन के स्थान में गति करते हैं। अन्यत्र, द्रव अणुओं की सामूहिक गति यादृच्छिक रूप से अधिक विशाल घटक के दूसरे पक्ष को प्रभावित करती है। ठीक इसी प्रकार कणों की ब्राउनियन गति होती है।

समय और आइंस्टीन

यदि किसी पदार्थ का तापमान शून्येतर है, तो उसके परमाणु तापीय कंपन से गुजरते हैं। इसलिए, बहुत ठंडे या अतिशीतित तरल में भी, ब्राउनियन गति मौजूद होती है। छोटे-छोटे निलंबित कणों की ये अराजक छलाँगें कभी नहीं रुकतीं।

अल्बर्ट आइंस्टीन शायद बीसवीं सदी के सबसे प्रसिद्ध वैज्ञानिक हैं। जो कोई भी भौतिकी में थोड़ी भी रुचि रखता है वह सूत्र E = mc 2 जानता है। कई लोगों को फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी याद होगा, जिसके लिए उन्हें नोबेल पुरस्कार दिया गया था, और सापेक्षता का विशेष सिद्धांत भी। लेकिन कम ही लोग जानते हैं कि आइंस्टीन ने ब्राउनियन गति के लिए एक सूत्र विकसित किया था।

आणविक गतिज सिद्धांत के आधार पर, वैज्ञानिक ने तरल में निलंबित कणों का प्रसार गुणांक प्राप्त किया। और ऐसा 1905 में हुआ. सूत्र इस प्रकार दिखता है:

डी = (आर * टी) / (6 * एन ए * ए * π * ξ),

जहां डी वांछित गुणांक है, आर सार्वभौमिक गैस स्थिरांक है, टी पूर्ण तापमान है (केल्विन में व्यक्त), एन ए एवोगैड्रो का स्थिरांक है (किसी पदार्थ के एक मोल या लगभग 10 23 अणुओं के अनुरूप), ए अनुमानित औसत है कणों की त्रिज्या, ξ किसी तरल या घोल की गतिशील श्यानता है।

और पहले से ही 1908 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी जीन पेरिन और उनके छात्रों ने प्रयोगात्मक रूप से आइंस्टीन की गणना की शुद्धता साबित कर दी थी।

योद्धा क्षेत्र में एक कण

ऊपर हमने कई कणों पर पर्यावरण के सामूहिक प्रभाव का वर्णन किया है। लेकिन किसी तरल पदार्थ में एक भी विदेशी तत्व कुछ पैटर्न और निर्भरता को जन्म दे सकता है। उदाहरण के लिए, यदि आप ब्राउनियन कण को ​​लंबे समय तक देखते हैं, तो आप उसकी सभी गतिविधियों को रिकॉर्ड कर सकते हैं। और इस अराजकता से एक सामंजस्यपूर्ण व्यवस्था निकलेगी। किसी एक दिशा में ब्राउनियन कण की औसत गति समय के समानुपाती होती है।

तरल में एक कण पर प्रयोगों में, निम्नलिखित मात्राएँ परिष्कृत की गईं:

• बोल्ट्ज़मान स्थिरांक;
• अवोगाद्रो की संख्या.

रैखिक गति के अलावा, अराजक घूर्णन भी विशेषता है। और औसत कोणीय विस्थापन भी अवलोकन समय के समानुपाती होता है।

आकार और आकार

इस तरह के तर्क के बाद, एक तार्किक प्रश्न उठ सकता है: बड़े निकायों पर यह प्रभाव क्यों नहीं देखा जाता है? क्योंकि जब किसी तरल पदार्थ में डूबी वस्तु का दायरा एक निश्चित मान से अधिक होता है, तो अणुओं के ये सभी यादृच्छिक सामूहिक "धक्का" स्थिर दबाव में बदल जाते हैं, क्योंकि उनका औसत होता है। और जनरल आर्किमिडीज़ पहले से ही शरीर पर कार्य कर रहा है। इस प्रकार लोहे का एक बड़ा टुकड़ा डूब जाता है और धातु की धूल पानी में तैरने लगती है।

कणों का आकार, जिसके उदाहरण से तरल अणुओं के उतार-चढ़ाव का पता चलता है, 5 माइक्रोमीटर से अधिक नहीं होना चाहिए। जहाँ तक बड़ी वस्तुओं का सवाल है, यह प्रभाव ध्यान देने योग्य नहीं होगा।