В 1827 английский ученый Броун (1773–1858) проводил исследования пыльцы растений. Он, в частности, интересовался, как пыльца участвует в процессе оплодотворения. Как-то он разглядывал под микроскопом выделенные из клеток пыльцы взвешенные в воде удлиненные цитоплазматические зерна. Неожиданно Броун увидел, что мельчайшие твердые крупинки, которые едва можно было разглядеть в капле воды, непрерывно дрожат и передвигаются с места на место. Он установил, что эти движения, по его словам, «не связаны ни с потоками в жидкости, ни с ее постепенным испарением, а присущи самим частичкам».
Броун предположил, что частицы движутся, благодаря тому, что они живые. Мнение есть просто мнение, для науки это мало что значит. Все надо доказать, проверить. А что бы вы предложили для проверки гипотезы Броуна?
Проверьте себя, кликните: ПОДСКАЗКА.

Мельчайшие частички и в самом деле вели себя, как живые, причем «танец» частиц ускорялся с повышением температуры и с уменьшением размера частиц и явно замедлялся при замене воды более вязкой средой. Это удивительное явление никогда не прекращалось: его можно было наблюдать сколь угодно долго.
Для проверки гипотезы Броун использовал "неживые" материалы, сначала это были очень мелкие частички угля, а также сажи и пыли лондонского воздуха, затем тонко растертые неорганические вещества: стекло, множество различных минералов. Гипотеза отпала. «В каждом минерале, – писал Броун, – который мне удавалось измельчить в пыль до такой степени, чтобы она могла в течение какого-то времени быть взвешенной в воде, я находил, в больших или меньших количествах, эти движения». Чем бы вы могли объяснить броуносвкое движение малых частиц? ПОДСКАЗКА.

Впервые строгое объяснение броуновского движения дал Альберт Эйнштейн (1879–1955). Он показал, что из молекулярно-кинетической теории строения материи с необходимостью вытекает существование случайного движения мельчайших твердых частиц в жидкостях, при этом ему удалось количественно описать движение броуновской частицы.
Молекулы, находясь в непрестанном движении, случается, ударяют с одной стороны от частиц чуть сильнее, чем с другой. Этого достаточно, чтобы частицы пришли в беспорядочное движение. Примерно так же должна перемещаться маленькая веточка, которую толкают в разные стороны множество муравьев. Закон больших чисел не сводит соударения к среднему равномерному давлению, их равнодействующая не будет равна нулю, а будет непрерывно изменять свое направление и свою величину, если частица не слишком велика.
Сейчас чтобы повторить наблюдение Броуна достаточно иметь не очень сильный микроскоп и рассмотреть с его помощью дым в зачерненной коробочке, освещенный через боковое отверстие лучом интенсивного света. В газе явление проявляется значительно ярче, чем в жидкости: видны рассеивающие свет маленькие клочки пепла или сажи (в зависимости от источника дыма), которые непрерывно скачут туда и сюда. В броуновском движении участвуют и машины, и дома, и все предметы, окружающие нас, только их движение от ударов молекул столь мало, что о нем и говорить всерьез не приходится.
Но для чувствительных приборов это беда. Тепловые шумы в звуковоспроизводящей аппаратуре (шипение) мешают качественному звучанию. Видеоголовки ракет самонаведения приходится охлаждать жидким азотом, чтобы тепловые шумы не мешали разглядеть цель.
В 1908 Жан Батист Перрен начал количественные наблюдения за движением броуновских частиц под микроскопом. Он воспользовался результатами Эйнштейна и сравнил их со своими опытными наблюдениями. Совпадение результатов было блестящим, следовательно столь же блестящим было и подтверждение положений МКТ.
Пронаблюдайте за броуновской частицей в нашей анимации. Нажмите: ИССЛЕДОВАНИЕ.

1. Наблюдайте анимацию 30 сек, нажав зеленую кнопку. Сделайте подсчет средней скорости броуновской частицы. Это же сделал и Перрен, чтобы показать правильность теории Эйнштейна.
2. Проделайте опыт трижды и найдите среднюю скорость из трех опытов, а также среднее отклонение.
3. Измените температуру жидкости (перед сменой температуры надо остановить анимацию). Проделайте все, что нужно по п.1 и п.2. Какова теперь средняя скорость? Сделайте вывод.
4. Сравните отношение средних скоростей и температур жидкости. Сделайте вывод, как скорость частиц зависит от температуры. Ответьте на контрольные вопросы.