什么是布朗運動(Brownian Motion)？

布朗運動是一種現象，即懸浮在液體中的小顆粒趨向于在液體中以偽隨機或隨機的方式運動，即使所討論的液體是平靜的。這是組成液體的分子的動力學影響不對稱的結果，一定要有一定的溫度，這意味著它的分子或原子必須受到熱激發...

布朗運動是一種現象，即懸浮在液體中的小顆粒趨向于在液體中以偽隨機或隨機的方式運動，即使所討論的液體是平靜的。這是組成液體的分子的動力學影響不對稱的結果，一定要有一定的溫度，這意味著它的分子或原子必須受到熱激發，相互碰撞，并與懸浮在其中的物體發生碰撞。要描繪這種現象，人們可以想象一張桌子上的高爾夫球運動，上面擺滿了成千上萬個球軸承，以快速的軌跡運動。科學家拿著燒杯短語布朗運動也可以指用來描述這種現象的數學模型，這些模型有相當多的細節，并被用作其他隨機運動模式的近似值。數學運動與隨機游動相關，但比隨機游動更具結構性，其中粒子的位移是完全隨機的。這種現象具有馬爾可夫性，這是概率論中的一個術語，它意味著粒子的未來狀態完全由它的當前狀態決定，而不是由任何過去的狀態決定。在這個意義上，數學概念略有不同，但與物理布朗運動非常相似。使布朗運動出名的科學家是阿爾伯特·愛因斯坦，他在1905年發表了一篇關于這一現象的論文，他的個人著作《奇異年鑒》（annus mirabilis）或《奇妙的一年》（Wondery year）。這種現象早在1765年就被觀察到了，但直到1827年植物學家羅伯特·布朗的研究，才對其進行了詳細的描述和研究，這項研究是為了紀念他的研究而命名的。作為植物學家，布朗首先觀察到了漂浮在水中的花粉的影響，在水里用肉眼就能看到花粉的效果通過實驗，布朗發現花粉粒并不是獨立運動的，而是它們的運動是偽隨機的。后來獲得諾貝爾獎的法國物理學家讓·佩林（Jean Perrin）跳出了愛因斯坦的研究。1911年，他用布朗運動作為證據，一勞永逸地證明了這一點原子理論是由原子和分子組成的。雖然原子理論最初被認為是18世紀和19世紀英國物理學家約翰道爾頓（John Dalton）提出的，但爭論了一個多世紀，正是佩林的工作使其得到了普遍接受。

發表于 2020-09-17 22:18
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分類：科學教育

什么是布朗運動(Brownian Motion)？

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