什么是布朗运动(Brownian Motion)？

布朗运动是一种现象，即悬浮在液体中的小颗粒趋向于在液体中以伪随机或随机的方式运动，即使所讨论的液体是平静的。这是组成液体的分子的动力学影响不对称的结果，一定要有一定的温度，这意味着它的分子或原子必须受到热激发...

布朗运动是一种现象，即悬浮在液体中的小颗粒趋向于在液体中以伪随机或随机的方式运动，即使所讨论的液体是平静的。这是组成液体的分子的动力学影响不对称的结果，一定要有一定的温度，这意味着它的分子或原子必须受到热激发，相互碰撞，并与悬浮在其中的物体发生碰撞。要描绘这种现象，人们可以想象一张桌子上的高尔夫球运动，上面摆满了成千上万个球轴承，以快速的轨迹运动。科学家拿着烧杯短语布朗运动也可以指用来描述这种现象的数学模型，这些模型有相当多的细节，并被用作其他随机运动模式的近似值。数学运动与随机游动相关，但比随机游动更具结构性，其中粒子的位移是完全随机的。这种现象具有马尔可夫性，这是概率论中的一个术语，它意味着粒子的未来状态完全由它的当前状态决定，而不是由任何过去的状态决定。在这个意义上，数学概念略有不同，但与物理布朗运动非常相似。使布朗运动出名的科学家是阿尔伯特·爱因斯坦，他在1905年发表了一篇关于这一现象的论文，他的个人著作《奇异年鉴》（annus mirabilis）或《奇妙的一年》（Wondery year）。这种现象早在1765年就被观察到了，但直到1827年植物学家罗伯特·布朗的研究，才对其进行了详细的描述和研究，这项研究是为了纪念他的研究而命名的。作为植物学家，布朗首先观察到了漂浮在水中的花粉的影响，在水里用肉眼就能看到花粉的效果通过实验，布朗发现花粉粒并不是独立运动的，而是它们的运动是伪随机的。后来获得诺贝尔奖的法国物理学家让·佩林（Jean Perrin）跳出了爱因斯坦的研究。1911年，他用布朗运动作为证据，一劳永逸地证明了这一点原子理论是由原子和分子组成的。虽然原子理论最初被认为是18世纪和19世纪英国物理学家约翰道尔顿（John Dalton）提出的，但争论了一个多世纪，正是佩林的工作使其得到了普遍接受。

发表于 2020-09-17 22:18
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分类：科学教育

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