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布朗运动

1826年，英国植物学家布朗用显微镜观察水中悬浮的花粉．发现这些花粉颗粒不停地做无规则的运动，这种运动后来被称为布朗运动．颗粒越小，这种运动越显著．不只是花粉，对液体中其他各种不同的悬浮微粒都可以观察到布朗运动．例如取一滴稀释了的墨汁放在1 000倍左右的普通显微镜下进行观察，就可以看到布朗运动．图甲给出了每隔0.5 min所记录下来的3个布朗颗粒的位置．然后用直线依次连接这些位置，就得到布朗运动的轨迹示意图．

产生布朗运动的原因是什么呢？原来，悬浮在水中的花粉颗粒体积很小，来自各个方向的水分子与小颗粒发生碰撞．当撞击不平衡时，小颗粒就会沿着冲力大的方向运动；在另一瞬间，若来自另一个方向的撞击作用较强，小颗粒又会向另一方向运动．这样不断地撞击，使得小颗粒发生了无规则运动．图乙描绘了一个小颗粒受到它周围液体分子撞击时的情景．可以想像，颗粒较小时，某一瞬间与它撞击的分子数就较少，撞击的不平衡性就较大，无规则运动就越显著；而颗粒较大时，不但颗粒自身的惯性大，而且在任一瞬间撞击它的分子数很多，它在各个方向受到的撞击基本上相互平衡，因此颗粒能保持原有的状态．可见，布朗运动本身并不是分子的运动，而是固体小颗粒的无规则运动，但布朗运动的无规则性，则反映了液体分子运动的无规则性．虽然布朗运动并非是分子的直接运动，但它却证实了我们不能直接看到的分子无规则运动的存在．