यदि आप पानी में स्याही या पेंट मिलाते हैं, और फिर इस पानी को माइक्रोस्कोप से देखते हैं, तो आप अलग-अलग दिशाओं में कालिख या पेंट के सबसे छोटे कणों की तीव्र गति देख सकते हैं। इस तरह के आंदोलनों को क्या उकसाता है?
किसने और कब खोजा
1827 में, अंग्रेजी जीवविज्ञानी रॉबर्ट ब्राउन ने माइक्रोस्कोप के माध्यम से पानी की एक बूंद देखी, जिसमें गलती से थोड़ी मात्रा में पराग निकल गया। उसने देखा कि पराग के सबसे छोटे कण तरल में अराजक रूप से घूम रहे थे। तो इस वैज्ञानिक के नाम पर ब्राउनियन आंदोलन की खोज की गई - एक तरल या गैस में घुलने वाले सबसे छोटे कणों की गति। अपने संग्रह में विभिन्न प्रकार के पराग को देखने के बाद, जीवविज्ञानी ने पाउडर खनिजों को पानी में भंग कर दिया।
परिणामस्वरूप, ब्राउन को विश्वास हो गया था कि इस तरह की अराजक गति स्वयं तरल के कारण नहीं होती है और न ही तरल पर बाहरी प्रभावों के कारण होती है, बल्कि सीधे सबसे छोटे कण की आंतरिक गति के कारण होती है। प्रेक्षित गति के अनुरूप इस कण को "ब्राउनियन कण" कहा गया।
सिद्धांत का विकास, उसके अनुयायी
बाद में, ब्राउन की खोज की पुष्टि, विस्तार और निर्दिष्ट, आणविक गतिज सिद्धांत के आधार पर, ए आइंस्टीन और एम। स्मोलुचोव्स्की द्वारा किया गया था। और फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी पेरिन, बीस साल बाद, ब्राउनियन कण की यादृच्छिक गति का अध्ययन करने की प्रक्रिया में सूक्ष्मदर्शी के सुधार के लिए धन्यवाद, अणुओं के अस्तित्व की पुष्टि की। ब्राउनियन गति के अवलोकन ने पेरिन को किसी भी गैस के 1 मोल में अणुओं की संख्या की गणना करने और बैरोमीटर का सूत्र प्राप्त करने की अनुमति दी।
ब्राउनियन कण की गति की खोज ने बहुत छोटे कणों के अस्तित्व के प्रमाण के रूप में कार्य किया, जो एक माइक्रोस्कोप में भी दिखाई नहीं दे रहे थे - एक तरल और किसी अन्य पदार्थ के अणु। यह अणु ही हैं, जो अपनी निरंतर गति से पराग, कालिख या पेंट के कणों को हिलने के लिए मजबूर करते हैं।
परिभाषा और आकार
यदि आप सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से पानी में निलंबित शव कणों को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि विभिन्न आकार के अनाज अलग-अलग व्यवहार करते हैं। अपेक्षाकृत बड़े कण, एक निश्चित अवधि में सभी तरफ से समान झटके का अनुभव करते हुए, हिलना शुरू नहीं करते हैं। और एक ही समय अंतराल के लिए छोटे कण एकतरफा गैर-क्षतिपूर्ति प्रभाव प्राप्त करते हैं, उन्हें किनारे की ओर धकेलते हैं, और चलते हैं।
अणुओं के संपर्क में आने वाले ब्राउनियन कण का आकार कितना होता है? यह अनुभवजन्य रूप से सिद्ध हो चुका है कि साइटोप्लाज्मिक परागकण 3 माइक्रोमीटर (µm), या 10-6 मीटर, या 10-3 से बड़े नहीं होते हैं।मिलीमीटर ब्राउन द्वारा खोजे गए निरंतर गति में बड़े कण भागीदार नहीं बनते हैं।
तो, आइए इस प्रश्न का उत्तर दें "ब्राउनियन कण क्या है"। ये किसी पदार्थ के सबसे छोटे दाने होते हैं जिनका आकार 3 माइक्रोन से अधिक नहीं होता है, जो एक तरल या गैस में निलंबित होते हैं, जिस माध्यम में वे स्थित होते हैं, उसके अणुओं के प्रभाव में निरंतर अराजक गति करते हैं।
आणविक गतिज सिद्धांत
ब्राउनियन गति नहीं रुकती, समय पर धीमी नहीं होती। यह आणविक गतिज सिद्धांत की अवधारणा की व्याख्या करता है, जो कहता है कि किसी भी पदार्थ के अणु निरंतर तापीय गति में होते हैं। माध्यम के तापमान में वृद्धि के साथ, अणुओं की गति की गति बढ़ जाती है, और तदनुसार, ब्राउनियन कण, जो आणविक प्रभावों के अधीन होता है, भी तेज हो जाता है।
पदार्थ के तापमान के अलावा ब्राउनियन गति की गति माध्यम की चिपचिपाहट और निलंबित कण के आकार पर भी निर्भर करती है। गति अपनी अधिकतम गति तक पहुंच जाएगी जब कण के आसपास के पदार्थ का तापमान अधिक होगा, पदार्थ स्वयं चिपचिपा नहीं होगा, और धूल के कण सबसे छोटे होंगे।
एक पदार्थ के अणु जिसमें सबसे छोटे कण स्थित होते हैं, बेतरतीब ढंग से टकराते हुए, एक परिणामी बल (धक्का उत्पन्न) लागू करते हैं, जिससे पराग की गति की दिशा में परिवर्तन होता है। लेकिन इस तरह के उतार-चढ़ाव समय में बहुत कम होते हैं, और लगभग तुरंत ही लागू बल की दिशा बदल जाती है, जिससे आंदोलन की दिशा में बदलाव होता है।
सबसे सरल और स्पष्ट उदाहरण जो आपको यह समझने की अनुमति देता है कि ब्राउनियन कण क्या है, धूल के कणों की गति है, जो एक तिरछी धूप की किरण में दिखाई देती है। 99-55 साल में। ईसा पूर्व इ। प्राचीन रोमन कवि ल्यूक्रेटियस ने दार्शनिक कविता "ऑन द नेचर ऑफ थिंग्स" में अनिश्चित आंदोलन के कारण को सटीक रूप से समझाया।
यहाँ देखो: जब भी सूरज की रोशनी आती है
हमारे घरों में और अँधेरा अपनी किरणों से कट जाता है, खाली जगह में कई छोटे-छोटे शरीर, टिमटिमाते देखेंगे, प्रकाश की तेज चमक में आगे-पीछे दौड़ना।
क्या आप इससे समझ सकते हैं कि कितने अथक प्रयास
अत्यंत खालीपन में चीजों की शुरुआत बेचैन करती है।
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छोटी-छोटी बातें, उनकी समझ का रास्ता बताती हैं।
इसके अलावा, क्योंकि आपको ध्यान देने की आवश्यकता है
धूप में टिमटिमाते शरीरों में होने वाली हलचल को
इस मामले और गति से आप क्या जानते हैं, इसमें क्या होता है गुपचुप तरीके से और छुपे हुए।
क्योंकि आप देखेंगे कि कितने धूल के कण बदलते हैं
छिपे हुए झटकों से निकलने का रास्ता और फिर से उड़ जाना, हमेशा सभी दिशाओं में आगे-पीछे दौड़ना।
आधुनिक आवर्धक तकनीक के आगमन से बहुत पहले, ल्यूक्रेटियस, ब्राउन द्वारा देखी गई गति के एक एनालॉग को देखते हुए, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पदार्थ के सबसे छोटे कण मौजूद हैं। ब्राउन ने सबसे महत्वपूर्ण वैज्ञानिक खोजों में से एक बनाकर इसकी पुष्टि की।
