Π”Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ частиц вСщСства
ΐβςξπ naturalscience.ru   
Π”Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ частиц вСщСства Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π±Ρ‹Ρ‚ΡŒ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠ΅Π½ΠΎ ΠΊΠ°ΠΊΠΈΠΌ-Π»ΠΈΠ±ΠΎ прямым наблюдСниСм: это явлСниС нСльзя ΡƒΠ²ΠΈΠ΄Π΅Ρ‚ΡŒ Π½ΠΈ Π² Π»ΡƒΠΏΡƒ, Π½ΠΈ Π² микроскоп. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Π½ΠΈΠΆΠ΅ описанныС ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Ρ‹ Π½Π΅ ΡΠ²Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π΄ΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΡΡ‚Π²Π°ΠΌΠΈ ΠΏΡ€Π°Π²ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ полоТСния МКВ. Они лишь Π½Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ Π΅Π³ΠΎ ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡ€Π΅Ρ‚Π½Ρ‹ΠΌ смыслом, Ρ‚ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ слуТат ΠΈΠ»Π»ΡŽΡΡ‚Ρ€Π°Ρ†ΠΈΡΠΌΠΈ.


БроуновскоС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅. ΠžΠ΄Π½Π°ΠΆΠ΄Ρ‹ Π² 1827 Π³. английский ΡƒΡ‡Π΅Π½Ρ‹ΠΉ Π .Π‘Ρ€ΠΎΡƒΠ½, изучая растСния ΠΏΡ€ΠΈ ΠΏΠΎΠΌΠΎΡ‰ΠΈ микроскопа, ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠ» ΠΎΡ‡Π΅Π½ΡŒ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎΠ΅ явлСниС. ΠŸΠ»Π°Π²Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π½Π° Π²ΠΎΠ΄Π΅ споры (ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΠ΅ сСмСна Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… растСний) ΠΏΡ€ΠΈ наблюдСнии Π·Π° Π½ΠΈΠΌΠΈ Π² микроскоп скачкообразно двигались Π±Π΅Π· Π²ΠΈΠ΄ΠΈΠΌΡ‹Ρ… Π½Π° Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½ Π‘Ρ€ΠΎΡƒΠ½ наблюдал это Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ нСсколько Π΄Π½Π΅ΠΉ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π½Π΅ смог Π΄ΠΎΠΆΠ΄Π°Ρ‚ΡŒΡΡ Π΅Π³ΠΎ прСкращСния. Он Π΅Π³ΠΎ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€ΠΎΠ±Π½ΠΎ описал, Π½ΠΎ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Π°ΠΊ ΠΈ Π½Π΅ смог. ВпослСдствии это явлСниС Π½Π°Π·Π²Π°Π»ΠΈ броуновским Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ΠΌ.

ΠžΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ это явлСниС Π½Π΅Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ, Ссли Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π½Π΅ ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚ΡŒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π²ΠΎΠ΄Ρ‹ находятся Π² постоянном, Π½ΠΈΠΊΠΎΠ³Π΄Π° Π½Π΅ ΠΏΡ€Π΅ΠΊΡ€Π°Ρ‰Π°ΡŽΡ‰Π΅ΠΌΡΡ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠΈ. Они бСспорядочно ΡΡ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌ, с Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΈΠΌΠΈ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Π°ΠΌΠΈ. ΠΠ°Ρ‚Π°Π»ΠΊΠΈΠ²Π°ΡΡΡŒ Π½Π° споры, ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π²Ρ‹Π·Ρ‹Π²Π°ΡŽΡ‚ ΠΈΡ… скачкообразныС пСрСмСщСния, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π‘Ρ€ΠΎΡƒΠ½ ΠΈ наблюдал Π² микроскоп. А ΠΏΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π² микроскоп Π½Π΅ Π²ΠΈΠ΄Π½Ρ‹, Ρ‚ΠΎ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ спор казалось Π‘Ρ€ΠΎΡƒΠ½Ρƒ бСспричинным.


На этом рисункС ΠΈΠ·ΠΎΠ±Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π° модСль броуновского двиТСния. ΠœΠ½ΠΎΠΆΠ΅ΡΡ‚Π²ΠΎΠΌ ΠΌΠ΅Π»ΠΊΠΈΡ… ΡˆΠ°Ρ€ΠΈΠΊΠΎΠ² ΠΎΠ±ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½Ρ‹ ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ»Ρ‹ Π²ΠΎΠ΄Ρ‹, Π° большим ΡˆΠ°Ρ€ΠΎΠΌ - спора. ΠšΠΎΠ»ΠΈΡ‡Π΅ΡΡ‚Π²ΠΎ ΡƒΠ΄Π°Ρ€ΠΎΠ² ΠΌΠΎΠ»Π΅ΠΊΡƒΠ» ΠΎ спору слСва ΠΈ справа, свСрху ΠΈ снизу, спСрСди ΠΈ сзади Π½Π΅ всСгда ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΠΎ. Под дСйствиСм "пСрСвСса" ΡƒΠ΄Π°Ρ€ΠΎΠ² с ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ-Π½ΠΈΠ±ΡƒΠ΄ΡŒ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ стороны спора Π±ΡƒΠ΄Π΅Ρ‚ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΡΠΊΠ°ΠΊΠΈΠ²Π°Ρ‚ΡŒ с мСста Π½Π° мСсто.

Π‘Π°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ частиц вСщСства слуТит объяснСниСм ΠΈ Π΅Ρ‰Π΅ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ физичСского явлСния. Рассмотрим Π΅Π³ΠΎ Π½Π° ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π΅.

Диффузия. Π’ высокий сосуд с Π²ΠΎΠ΄ΠΎΠΉ бросим нСсколько ΠΊΡ€ΡƒΠΏΠΈΠ½ΠΎΠΊ краски. Они опустятся Π½Π° Π΄Π½ΠΎ сосуда, ΠΈ Π²ΠΎΠΊΡ€ΡƒΠ³ Π½ΠΈΡ… вскорС образуСтся Ρ„ΠΈΠΎΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ ΠΎΠ±Π»Π°Ρ‡ΠΊΠΎ ΠΎΠΊΡ€Π°ΡˆΠ΅Π½Π½ΠΎΠΉ Π²ΠΎΠ΄Ρ‹. ΠžΡΡ‚Π°Π²ΠΈΠΌ сосуд Π² ΠΏΠΎΠΊΠΎΠ΅ Π½Π° нСсколько нСдСль. Наблюдая Π·Π° Π½ΠΈΠΌ всС это врСмя, ΠΌΡ‹ ΠΎΠ±Π½Π°Ρ€ΡƒΠΆΠΈΠΌ постСпСнноС распространСниС окраски ΠΏΠΎ всСй высотС сосуда. Говорят, Ρ‡Ρ‚ΠΎ происходит диффузия краски Π² Π²ΠΎΠ΄Ρƒ.


Диффузия ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΡΠ΅Ρ‚ΡΡ просто. Частицы вСщСств, бСспорядочно двигаясь, ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΠΊΠ°ΡŽΡ‚ Π² ΠΏΡ€ΠΎΠΌΠ΅ΠΆΡƒΡ‚ΠΊΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ ΠΌΠ΅ΠΆΠ΄Ρƒ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΈ ΠΎΠ·Π½Π°Ρ‡Π°Π΅Ρ‚ смСшиваниС вСщСств. НаиболСС быстро диффузия происходит Π² Π³Π°Π·Π°Ρ…. МСдлСннСС - Π² Тидкостях, Π° Π² Ρ‚Π²Π΅Ρ€Π΄Ρ‹Ρ… Ρ‚Π΅Π»Π°Ρ… - совсСм ΠΌΠ΅Π΄Π»Π΅Π½Π½ΠΎ: Π³ΠΎΠ΄Π°ΠΌΠΈ. Π˜Π·Π²Π΅ΡΡ‚Π΅Π½, Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚. Π”Π²Π΅ Π³Π»Π°Π΄ΠΊΠΎ ΠΎΡ‚ΡˆΠ»ΠΈΡ„ΠΎΠ²Π°Π½Π½Ρ‹Π΅ пластины ΠΈΠ· Π·ΠΎΠ»ΠΎΡ‚Π° ΠΈ свинца ΠΏΡ€ΠΎΠ»Π΅ΠΆΠ°Π»ΠΈ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π½Π° Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π΅ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 5 Π»Π΅Ρ‚. Π—Π° это врСмя Π·ΠΎΠ»ΠΎΡ‚ΠΎ ΠΈ свинСц ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ½Π΄ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π»ΠΈ (ΠΏΡ€ΠΎΠ½ΠΈΠΊΠ»ΠΈ) Π΄Ρ€ΡƒΠ³ Π² Π΄Ρ€ΡƒΠ³Π° Π½Π° Π³Π»ΡƒΠ±ΠΈΠ½Ρƒ ΠΎΠΊΠΎΠ»ΠΎ 1 ΠΌΠΌ.

Π‘ΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ двиТСния частиц ΠΈ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π°. ΠŸΡ€ΠΈ ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Π΄Π΅Π½ΠΈΠΈ ΠΎΠΏΡ‹Ρ‚Π° с Π²ΠΎΠ΄ΠΎΠΉ ΠΈ краской Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‡Π΅Π½ΠΎ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² Ρ‚Π΅ΠΏΠ»ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ½Π°Ρ‚Π΅ диффузия ΠΏΡ€ΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ°Π΅Ρ‚ Π·Π½Π°Ρ‡ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ быстрСС. НапримСр, Π½Π° солнСчном ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠΊΠΎΠ½Π½ΠΈΠΊΠ΅ диффузия Π·Π°Π²Π΅Ρ€ΡˆΠ°Π΅Ρ‚ΡΡ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ Π½Π° нСдСлю Ρ€Π°Π½ΡŒΡˆΠ΅.


Вспомним, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΡ‡ΠΈΠ½Π° Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ·ΠΈΠΈ - это ΡΠ°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ частиц вСщСства. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ ускорСниС Π΄ΠΈΡ„Ρ„ΡƒΠ·ΠΈΠΈ ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎ ΠΎΠ±ΡŠΡΡΠ½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ‚Π΅ΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Ρ‹ Ρ‚Π΅Π»Π° ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ ΡƒΠ²Π΅Π»ΠΈΡ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ скорости двиТСния Π΅Π³ΠΎ частиц. ΠšΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΈ, броуновскоС Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΏΡ€ΠΈ этом Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ускоряСтся.

Π˜Ρ‚Π°ΠΊ, ΠΏΡ€ΠΈ любой Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π΅ Π½Π°Π±Π»ΡŽΠ΄Π°Π΅Ρ‚ΡΡ ΡΠ°ΠΌΠΎΡΡ‚ΠΎΡΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ΅ Π΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ частиц всСх вСщСств - Ρ‚Π²Π΅Ρ€Π΄Ρ‹Ρ…, ΠΆΠΈΠ΄ΠΊΠΈΡ… ΠΈ Π³Π°Π·ΠΎΠΎΠ±Ρ€Π°Π·Π½Ρ‹Ρ…. ΠŸΠΎΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΡƒ частицы двиТутся, ΠΎΠ½ΠΈ ΠΎΠ±Π»Π°Π΄Π°ΡŽΡ‚ кинСтичСской энСргиСй. Π­Ρ‚Π° энСргия Ρ‚Π΅ΠΌ большС, Ρ‡Π΅ΠΌ Π²Ρ‹ΡˆΠ΅ Ρ‚Π΅ΠΌΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΡƒΡ€Π° Ρ‚Π΅Π»Π°.