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什么是布朗运动?

什么是布朗运动?

已解决问题 收藏 转载到QQ空间 布朗运动的定义是什么??? [ 标签:布朗运动,定义 ] 物理.... ′.蕶薍ヽ 回答:4 人气:6 解决时间:2009-09-18 09:43 满意答案布朗运动

微小粒子表现出的无规则运动。苏格兰植物学者R.布朗1827年在显微镜下观察到,水中的花粉和其他悬浮的类似大小的颗粒不停地作无规则的折线运动。以后,人们发现在温度均匀和无外力作用的流体中都能观察到微粒的这种运动,而把它称为布朗运动。在布朗运动发现后的50年内,人们一直不了解这种运动的原因。1877年J.德耳索提出,这是由于微小颗粒受到其周围媒质分子不平衡碰撞所致。直到1905年A.爱因斯坦发表了关于布朗运动理论的论文,这个理论不仅在实验上可以检验,而且把布朗运动作为确定原子观点的一个例子,成为分

子运动论和统计力学发展的重要转折点。随后,M. von斯莫卢霍夫斯基(1906)和P.朗之万(1908)等学者发表了他们的理论,以及J.B.佩兰完成了他系统的实验(1908)以后,才对布朗运动这一典型的随机过程有了清晰的解释。解释的大意是:微粒(直径约10-7~10-5m)受到其周围流体大数分子热运动的不规则频繁碰撞(液体分子对其碰撞每秒约1019次,气体分子对其碰撞每秒约10□次),若某一瞬间在某一方面碰撞数大大超过其他方面的碰撞数,微粒就会产生一明显位移。这种不平衡碰撞产生的力是一种涨落不定的净作用力,它驱动着布朗粒子作无规则的运动。

实验中观察到的布朗运动是在两次观察时间间隔内的平均运动。附图布朗运动是显微镜下观察到的布朗粒子的运动,图布朗运动中黑点是每隔30秒记录下的布朗粒子的位置,其间联线是布朗粒子经过流体分子约1016次碰撞后的平均位移,这个位移同过去的历史情况无关。 设每隔c秒测量一次粒子在水平面中位移在x方向的投影,当n很大时,在t=nc秒内的n次位移△xi(i=1,2,……,n)满足关系<△xi△xj>=0,而颗粒总位移的二次方等于粒子在n次位移中(△x2)的平均值的总和,它等价于大量的近独立颗粒在 c时间内位移二次方平均值的总和,这符合平衡统计的基本原理。

把布朗运动看作为一种巨分子的热运动,由于布朗粒子相互碰撞的机会很小,可作为理想气体巨分子系统看待,则在重力场中达到热平衡后,它们的数密度按高度的分布应遵从平衡统计的玻耳兹曼分布,这已为佩兰实验所证实。佩兰在实验中测定的玻耳兹曼常数与现时

公认的精确值是同数量级的。

从布朗粒子曲折的位移中可窥测分子热运动的概貌,这对统计力学理论,特别是涨落理论的验证,起过重要作用。布朗运动代表了一种随机涨落现象,它的理论在其他许多领域也有重要应用。如对测量仪表测量精度限度的研究,对高倍放大的电讯电路中背景噪声的研究等。在研究外界扰动对另一时刻物理量影响的因和果在时间上的联系时,引进时间相关函数的一个典型而又简单的途径就是布朗运动。

热运动编辑词条 构成物质的大量分子、原子等所进行的不规则运动。热运动越剧烈,物体的温度越高。

分子热运动的试验是布朗运动。

分子热运动的典型现象是分子扩散。

布朗运动是通过花粉在水中的无规则运动的现象表现了水分子的无规则运动,即分子的热运动。而不是花粉的热运动。

典型现象就是日常生活中的啊,比如香味的扩散。

组成气体的分子都十分好动。比如你种的茉莉花,一旦开了花,全家甚至邻居都可以闻到扑鼻香气;鱼、肉腐烂了,会弄得周围臭气熏天。组成液体的分子也很好动。你在一杯清水里滴入一滴墨水,墨水就会慢慢散开,和水完全混合。这表明一种液体的分子进入到另一种液体里去了。或者说液体分子在不停地运动。固体分子,也不很安分守己。比如把表面非常光滑洁净的铅板紧紧压在金板上面,几个月以后就可以发现,铅分子跑到了金板里,金分子也跑到了铅板里,有些地方甚至进入1毫米深处。如放5年,金和铅就会连在一起,它们的分子互相进入大约1厘米。又如长期存放煤的墙角和地面,有相当厚的一层都变成了黑色,就是煤分子进入的结果。

证明液体、气体分子做杂乱无章运动的最著名的实验,是英国植物学家布朗发现的布朗运动。

1827年,布朗把藤黄粉放入水中,然后取出一滴这种悬浮液放在显微镜下观察,他奇怪地发现,藤黄的小颗粒在水中像着了魔似的不停运动,而且每个颗粒的运动方向和速度大小都改变得很快,好像在跳一种乱七八糟的舞蹈。就是把藤黄粉的悬浮液密闭起来,不管白天黑夜,夏天冬天,随时都可以看到布朗运动,无论观察多长时间,这种运动也不会停止。在空气中同样可以观察到布朗运动,悬浮在空气里的微粒(如尘埃),也在跳着一种杂乱无章的舞蹈。

发生布朗运动的原因是组成液体或者气体的分子本性好动。比如在常温常压下,空气分子的平均速度是500m/s,在1秒钟里,每个分子要和其他分子相撞500亿次。好动又毫无规律的分子从四面八方撞击着悬浮的小颗粒,综合起来,有时这个方向大些,有时那个方向大些,结果小颗粒就被迫做起忽前忽后、时左时右的无规则运动来了。

你倒一杯热水和一杯冷水,然后向每个杯里滴进一滴红墨水,热水杯里的红墨水要比冷水杯里的扩散得快些。这说明温度高,分子运动的速度大,并且随着物体温度的增高而增大,因此分子的运动也做热运动。 热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中,热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热,但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体,不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体,其中最善于传热的是银,其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中,除了水银以外,都不善于传热,气体比液体更不善于传热。

对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。

对流是液体和气体中热传递的主要方式,气体的对流现象比液体更明显。

利用对流加热或降温时,必须同时满足两个条件:一是物质可以流动,二是加热方式必须能促使物质流动。

辐射热由物体沿直线向外射出,叫做辐射。

用辐射方式传递热,不需要任何介质,因此,辐射可以在真空中进行。

地球上得到太阳的热,就是太阳通过辐射的方式传来的。

一般情况下,热传递的三种方式往往是同时进行的。

布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所作的永不停息的无规则运动。它是一种正态分布的独立增量连续随机过程,是随机分析中基本概念之一。其基本性质为:布朗运动W(t)是期望为0方差为t(时间)的正态随机变量。对于任意的r小于等于s,W(t)-W(s)独立于的W(r),且是期望为0方差为t-s的正态随机变量。

悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动例如,在显微镜下观察悬浮在水中的藤黄粉、花粉微粒,或在无风情形观察空气中的烟粒、尘埃时都会看到这种运动。温度越高,运动越激烈。它是1827年植物学家R.布朗首先发现的。作布朗运动的粒子非常微小,直径约10-7~10-5米, 在周围液体或气体分子的碰撞下,产生一种涨落不定的净作用力,导致微粒的布朗运动。如果布朗粒子相互碰撞的机会很少,可以看成是巨大分子组成的理想气体,则在重力场中达到热平衡后,其数密度按高度的分布应遵循玻耳兹曼分布。J.B.佩兰的实验证实了这一点,并由此相当精确地测定了阿伏伽德罗常量及一系列与微粒有关的数据。1905年A.爱因斯坦根据扩散方程建立了布朗运动的统计理论。布朗运动的发现、实验研究和理论分析间接地证实了分子的无规则热运动,对于气体动理论的建立以及确认物质结构的原子性具有重要意义,并且推动统计物理学特别是涨落理论的发展。由于布朗运动代表一种随机涨落现象,它的理论对于仪表测量精度限制的研究以及高倍放大电讯电路中背景噪声的研究等有广泛应用。可详见

悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动

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