Brownske bevægelser – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Brownske bevægelser

12. december 2011

Brownske bevægelser

Hej Spørg om Fysik
I en fysiktime for omkring 60 år siden, fortalte vores fysiklærer noget om atomer, molekyler og lignende.

Han hentede et almindeligt mikroskop, og blæste lidt piberøg ned foran objektivet, og da vi skiftevis kiggede i okularet, kunne vi tydeligt se, hvordan disse atomer (eller hvad det nu var) bevægede sig regelmæssigt rundt. Måske om en kerne, det husker jeg nu ikke ganske klart.

"Det passer ikke", sagde et par venner til mig. "Sådan noget kan man ikke se i et almindeligt skolemikroskop - du må huske forkert"! Men gør jeg nu også det?

Politikens oplysning tror heller ikke på mig. De mener, at det må have været røgpartikler, vi så. Det tror jeg til gengæld ikke på, for dertil var bevægelsesmønstret alt for regelmæssigt, uden at de kolliderede med hinanden.

Tak på forhånd for jeres svar.

Med venlig hilsen
J B

Nej, det er antageligt korrekt husket, det er en demonstration som anvendes i skolen endda i dag.

Robert Brown (Skotland, 1773 - 1858) var botaniker. I 1827 iagttog han blomsterpollen opslæmmet i vand i mikroskop.

Robert Brown

Han så at de bevægede sig uregelmæssigt og stødvist. Senere iagttog han tilsvarende fine korn af uorganisk materiale, og så præcis samme effekt, og afgjorde dermed, at der ikke var tale om en bevægelse, som skyldes at kornene var organiske og "levende", men noget fundamentalt. Effekten var set og publiceret af andre tidligere, men Browns navn blev det der blev anvendt om fænomenet. Det er det samme man ser i et lille kammer med tobaksrøg. Det kan godt være, at partiklerne er så små, at de knap ses i mikroskopet, men så ser man de optiske bøjningsbilleder omkring dem.

Atomerne i sig er alt, alt for små til at kunne ses i et lysmikroskop, størrelsesorden omkring 10-10 m, så det er ikke dem man ser. Røgpartiklerne og pollen er meget små men kan ses. Det der sker, er at atomerne rammer kornene og for hver træffer bevæger de pågældende korn sig et stykke vej. Atomerne er lette, men de har fart på(størrelsesorden 500 m/s). Se også:

Albert Einstein (D, 1879 - 1955)

Boltzmanns  konstant 

Hvis man skal forklare en analog situation, til hvad man ser, så tænk, at man på afstand ser en ret stor ballon med ballongas (Helium) bundet til jorden med et reb. Der står et par drenge, som man ikke kan se, og kaster med ikke se-bare sten efter ballonen. Hver gang de rammer, giver det et ryk i ballonen. Det er svarende til det, man ser her, bare her med røgpartikler eller pollen, som rammes af gas- eller væskemolekylerne.

I øvrigt udledte Albert Einstein for lidt over 100 år siden, ud fra denne forestilling, en formel, så man kan bestemme den konstant, der hedder Boltzmanns  konstant (k = 1,3806505*10-23 J/K), hvis man finder middelvejlængden en kendt partikel bevæger sig i et givet tidsrum

Med venlig hilsen
Malte Olsen