Браун эсийн цөмийг нээсэн. Брауны хөдөлгөөн - коллоид химийн хөгжлийн түүх

Шотландын ургамал судлаач Роберт Браун (заримдаа түүний овгийг Браун гэж бичдэг) амьдралынхаа туршид ургамлын шилдэг шинжээчийн хувьд "Ботаникийн хунтайж" цолыг хүртжээ. Тэрээр олон гайхалтай нээлтүүдийг хийсэн. 1805 онд Австралид дөрвөн жилийн экспедицийн дараа тэрээр Англид эрдэмтдийн мэдэхгүй Австралийн 4000 орчим төрлийн ургамлыг авчирч, олон жил судалжээ. Индонез болон Төв Африкт авчирсан ургамлыг дүрсэлсэн. Тэрээр ургамлын физиологийг судалж, анх удаа ургамлын эсийн цөмийг нарийвчлан тодорхойлсон. Санкт-Петербургийн Шинжлэх ухааны академи түүнийг хүндэт гишүүн болгосон. Гэхдээ эрдэмтдийн нэр одоо эдгээр бүтээлээс болж биш, харин өргөн тархсан.

1827 онд Браун ургамлын цэцгийн тоос дээр судалгаа хийжээ. Тэрээр ялангуяа цэцгийн тоос нь бордох үйл явцад хэрхэн оролцдогийг сонирхож байв. Нэг удаа тэрээр Хойд Америкийн ургамлын цэцгийн тоосыг микроскопоор харав. Кларкиа пулчелла(хөөрхөн кларкиа) усанд түдгэлзсэн сунасан цитоплазмын мөхлөгүүд. Гэнэт Браун усны дусалд бараг харагдахгүй хамгийн жижиг хатуу ширхэгүүд байнга чичирч, нэг газраас нөгөө рүү хөдөлж байгааг олж харав. Түүний хэлснээр эдгээр хөдөлгөөнүүд нь "шингэн дэх урсгалтай эсвэл аажмаар ууршилттай холбоогүй, харин бөөмсөнд байдаг" болохыг олж мэдэв.

Брауны ажиглалтыг бусад эрдэмтэд баталжээ. Хамгийн жижиг тоосонцор яг л амьд юм шиг аашилж, бөөмсийн “бүжиг” нь температур нэмэгдэж, бөөмийн хэмжээ багасах тусам хурдасч, усыг илүү наалдамхай орчинд солиход илт удааширч байв. Энэ гайхалтай үзэгдэл хэзээ ч зогссонгүй: үүнийг хүссэн үедээ ажиглаж болно. Эхэндээ Браун амьд оршнолууд үнэхээр микроскопын талбарт унадаг гэж боддог байсан, ялангуяа цэцгийн тоос нь ургамлын эр бэлгийн эс юм, гэхдээ үхсэн ургамлын тоосонцор, бүр зуун жилийн өмнө гербарийд хатаасан хэсгүүд байсан. Дараа нь Браун эдгээр нь 36 боть номын зохиогч Францын нэрт байгаль судлаач Жорж Буффон (1707-1788)-ын хэлсэн "амьд биетийн анхан шатны молекулууд" мөн үү гэж бодов. Байгалийн түүх. Браун амьгүй мэт харагдах зүйлсийг судалж эхлэхэд энэ таамаглал унав; эхлээд энэ нь маш жижиг нүүрсний тоосонцор, түүнчлэн Лондонгийн агаараас хөө тортог, тоос, дараа нь нарийн нунтагласан органик бус бодисууд: шил, олон төрлийн ашигт малтмал байв. "Идэвхтэй молекулууд" хаа сайгүй байсан: "Эрдэс болгонд" гэж Браун бичжээ, "Би үүнийг усанд хэсэг хугацаанд түдгэлзүүлж чадахуйц хэмжээгээр нунтаглаж чадсан, би их бага хэмжээгээр эдгээр молекулуудыг олсон. ."

Браун хамгийн сүүлийн үеийн микроскоптой байсангүй гэж хэлэх ёстой. Тэрээр нийтлэлдээ энгийн хоёр гүдгэр линзтэй байсан бөгөөд хэдэн жилийн турш хэрэглэж байсан гэдгээ онцлон тэмдэглэжээ. Тэрээр цааш нь хэлэхдээ: "Судалгааны бүх хугацаанд би өөрийн мэдэгдлүүддээ илүү итгэлтэй байхын тулд, энгийн ажиглалтад аль болох хүртээмжтэй байлгахын тулд ажлаа эхлүүлсэн линзээ үргэлжлүүлэн ашигласан."

Одоо Брауны ажиглалтыг давтахын тулд тийм ч хүчтэй биш микроскоптой байх ба түүгээрээ хүчтэй гэрлийн туяагаар хажуугийн нүхээр гэрэлтүүлсэн хар хайрцган дахь утааг шалгахад хангалттай. Хийн дотор энэ үзэгдэл шингэнээс хамаагүй илүү тод илэрдэг: үнс эсвэл тортогны жижиг хэсгүүд (утааны эх үүсвэрээс хамаарч) харагдахуйц гэрэл цацарч, тасралтгүй урагш хойш үсэрч байдаг.

Шинжлэх ухаанд байнга тохиолддог шиг олон жилийн дараа түүхчид 1670 онд микроскопыг зохион бүтээгч Голландын Антони Левенгук үүнтэй төстэй үзэгдлийг ажиглаж байсан боловч микроскопын ховор, төгс бус байдал, тэр үеийн молекулын шинжлэх ухааны үр хөврөлийн төлөв байдлыг олж мэдсэн. Левенгукийн ажиглалтад анхаарал хандуулаагүй тул нээлтийг анх удаа нарийвчлан судалж, дүрсэлсэн Браунтай холбоотой гэж үзэж байна.

Брауны хөдөлгөөн ба атом-молекулын онол.

Брауны ажигласан үзэгдэл маш хурдан олны танил болсон. Тэр өөрөө олон тооны хамт ажиллагсаддаа туршилтаа үзүүлсэн (Браун хорин арван нэрийг жагсаав). Гэвч Браун өөрөө болон бусад олон эрдэмтэд олон жилийн турш "Брауны хөдөлгөөн" гэж нэрлэгддэг энэхүү нууцлаг үзэгдлийг тайлбарлаж чадаагүй юм. Бөөмийн хөдөлгөөн нь бүрэн санамсаргүй байдлаар хийгдсэн: цаг хугацааны өөр өөр цэгүүдэд (жишээлбэл, минут тутамд) хийсэн тэдгээрийн байрлалын тойм зураг нь эхлээд харахад эдгээр хөдөлгөөнөөс ямар нэгэн хэв маягийг олох боломжийг олгосонгүй.

Брауны хөдөлгөөнийг (энэ үзэгдлийг ингэж нэрлэдэг) үл үзэгдэх молекулуудын хөдөлгөөнөөр тайлбарласан тайлбарыг зөвхөн 19-р зууны сүүлийн улиралд өгсөн боловч бүх эрдэмтэд шууд хүлээн зөвшөөрөөгүй. 1863 онд Карлсруэгийн (Герман) дүрслэх геометрийн багш Людвиг Кристиан Винер (1826-1896) энэ үзэгдлийг үл үзэгдэх атомуудын хэлбэлзэлтэй холбоотой гэж үзжээ. Энэ нь орчин үеийнхээс маш хол боловч атом, молекулуудын шинж чанараар Брауны хөдөлгөөний анхны тайлбар байв. Винер энэ үзэгдлийг ашиглан материйн бүтцийн нууцад нэвтрэх боломжийг олж харсан нь чухал юм. Тэрээр анх удаа Брауны бөөмсийн хөдөлгөөний хурд, тэдгээрийн хэмжээнээс хамаарлыг хэмжихийг оролдсон. Сонирхолтой нь 1921 онд АНУ-ын Үндэсний Шинжлэх Ухааны Академийн тайланКибернетикийн алдарт үндэслэгч Норберт хэмээх өөр нэгэн Винерийн Брауны хөдөлгөөний тухай бүтээл хэвлэгджээ.

Л.К.Винерийн санааг Австри дахь Зигмунд Экснер (мөн 33 жилийн дараа түүний хүү Феликс), Италид Жованни Кантони, Германд Карл Вильгельм Негели, Францад Луи Жорж Гоуи, Бельгийн гурван эрдэмтэн хүлээн зөвшөөрч, боловсруулсан. тахилч нар - Иезуит Карбонелли, Делсо, Тирион болон бусад. Эдгээр эрдэмтдийн дунд хожмын алдарт Английн физикч, химич Уильям Рамсей байсан. Алс холын завийг ганхаж буй долгион эргээс харагдахгүй, завины хөдөлгөөн ч үл үзэгдэхтэй адил бичил дурангаар ч харагдахаа больсон хамгийн жижиг ширхэгүүд ч гэсэн жижиг хэсгүүдэд тал бүрээс нь цохигдож байгаа нь аажмаар тодорхой болсон. өөрөө маш тодорхой харагдаж байна. Тэд 1877 онд нэгэн өгүүлэлд бичсэнээр, “... их тооны хууль мөргөлдөөний нөлөөг дундаж жигд даралт хүртэл бууруулахаа больсон, тэдгээрийн үр дүн тэгтэй тэнцүү байхаа больсон, харин түүний чиглэлийг тасралтгүй өөрчлөх болно; хэмжээ."

Чанарын хувьд энэ зураг нэлээд үнэмшилтэй, бүр үзэмжтэй байсан. Жижиг мөчир эсвэл алдаа нь ойролцоогоор ижил аргаар хөдөлж, олон шоргоолжны өөр өөр чиглэлд түлхэж (эсвэл татах) ёстой. Эдгээр жижиг хэсгүүд нь эрдэмтдийн үгсийн санд байсан боловч хэн ч хэзээ ч харж байгаагүй. Тэднийг молекул гэж нэрлэдэг байсан; Латин хэлнээс орчуулсан энэ үг нь "жижиг масс" гэсэн утгатай. Ромын гүн ухаантан Тит Лукреций Карус (МЭӨ 99-55 он орчим) алдарт шүлэгтээ үүнтэй төстэй үзэгдлийн талаар яг ийм тайлбар өгсөн нь гайхалтай. Аливаа зүйлийн мөн чанарын тухай. Үүнд тэрээр нүдэнд үл үзэгдэх хамгийн жижиг хэсгүүдийг юмсын "анхны зарчим" гэж нэрлэдэг.

Аливаа зүйлийн зарчим эхлээд өөрөө хөдөлдөг,
Тэдний араас хамгийн жижиг нийлмэл биетүүд,
Үндсэн зарчмууддаа ойр бай.
Тэднээс нуугдаж, цочролыг хүлээж, тэд хичээж эхэлдэг.
Өөрсдийгөө хөдөлгөж, дараа нь том биеийг урамшуулдаг.
Тэгэхээр эхнээсээ эхлээд бага багаар хөдөлгөөн
Энэ нь бидний мэдрэмжинд хүрч, бас харагдах болно
Бидэнд болон нарны гэрэлд хөдөлдөг тоосонцор дотор,
Хэдийгээр чичиргээ нь мэдрэгддэггүй ч...

Дараа нь Лукреций буруу байсан нь тогтоогджээ: нүцгэн нүдээр Брауны хөдөлгөөнийг ажиглах боломжгүй, нарны туяанд орсон тоосны тоосонцор нь агаарын эргүүлэг хөдөлгөөнөөс болж харанхуй өрөөнд "бүжиглэдэг". Гэхдээ гаднах хоёр үзэгдэл нь ижил төстэй шинж чанартай байдаг. Зөвхөн 19-р зуунд. Брауны бөөмсийн хөдөлгөөн нь орчны молекулуудын санамсаргүй нөлөөллөөс үүдэлтэй гэдэг нь олон эрдэмтдэд тодорхой болсон. Хөдөлгөөнт молекулууд нь усанд байгаа тоосны тоосонцор болон бусад хатуу хэсгүүдтэй мөргөлддөг. Температур өндөр байх тусам хөдөлгөөн хурдан болно. Хэрэв тоосны тоосонцор том бол жишээлбэл, 0.1 мм хэмжээтэй (диаметр нь усны молекулаас сая дахин том) байвал түүнд бүх талаас нэгэн зэрэг үзүүлэх олон тооны нөлөөллүүд харилцан тэнцвэртэй байдаг бөгөөд энэ нь бараг байдаггүй. Тэднийг "мэдрэх" - хавтан шиг хэмжээтэй модтой адил олон шоргоолжны хүч чармайлтыг "мэдрэх"гүй бөгөөд энэ нь түүнийг өөр өөр чиглэлд татах эсвэл түлхэх болно. Хэрэв тоосны тоосонцор харьцангуй жижиг бол хүрээлэн буй молекулуудын нөлөөн дор нэг чиглэлд эсвэл нөгөө чиглэлд шилжинэ.

Брауны тоосонцор нь 0.1-1 μм хэмжээтэй, i.e. 1000-аас 1000 миллиметрийн нэг хүртэл, тиймээс Браун цэцгийн тоосыг биш (энэ тухай ихэвчлэн андуурч бичсэн байдаг) жижиг цитоплазмын мөхлөгүүдийг харж байсан тул тэдний хөдөлгөөнийг ялгаж чаддаг байв. Асуудал нь цэцгийн эсүүд хэтэрхий том байдаг. Ийнхүү салхиар зөөгдөж, хүний ​​харшлын өвчин (хадлан халуурах) үүсгэдэг нугын өвсний цэцгийн тоос нь ихэвчлэн 20 - 50 микрон хооронд байдаг. Тэд броуны хөдөлгөөнийг ажиглахад хэтэрхий том байна. Брауны бөөмийн бие даасан хөдөлгөөн нь маш олон удаа, маш богино зайд явагддаг тул тэдгээрийг харах боломжгүй, харин микроскопоор тодорхой хугацааны туршид үүссэн хөдөлгөөнүүд харагддаг гэдгийг анхаарах нь чухал юм.

Брауны хөдөлгөөний оршин тогтнох баримт нь материйн молекулын бүтцийг хоёрдмол утгагүй нотолсон мэт санагдаж байсан ч 20-р зууны эхэн үед ч гэсэн. Молекул байдаг гэдэгт итгэдэггүй эрдэмтэд, тэр дундаа физикч, химич нар байсан. Атом-молекулын онол аажмаар, хүндрэлтэй байдлаар хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Тиймээс Францын нэрт органик химич Марселин Бертелот (1827-1907): "Бидний мэдлэгийн үүднээс молекулын тухай ойлголт тодорхойгүй, харин атом гэсэн өөр ойлголт нь зөвхөн таамаглал юм." Францын нэрт химич А.Сент-Клэр Девилл (1818–1881) бүр ч тодорхой хэлсэн: “Би Авогадрогийн хуулийг ч, атомыг ч, молекулыг ч хүлээн зөвшөөрөхгүй, учир нь би харж, ажиглаж чадахгүй зүйлдээ итгэхээс татгалздаг. ” Германы физик химич Вильгельм Оствальд (1853-1932), Нобелийн шагналт, физик химийн шинжлэх ухааныг үндэслэгчдийн нэг, 20-р зууны эхэн үед. атом оршин тогтнохыг эрс үгүйсгэв. Тэрээр химийн гурван боть сурах бичиг зохиож, "атом" гэдэг үгийг огт дурддаггүй. 1904 оны 4-р сарын 19-нд Хатан хааны институт дээр Английн химийн нийгэмлэгийн гишүүдэд хандан том илтгэл тавихдаа Оствальд атомууд байдаггүй гэдгийг батлахыг оролдсон бөгөөд "бидний матери гэж нэрлэдэг зүйл бол зөвхөн өгөгдсөн хугацаанд хамтдаа цугларсан энергийн цуглуулга юм. газар."

Гэвч молекулын онолыг хүлээн зөвшөөрсөн физикчид хүртэл атом-молекулын онолын үнэн зөвийг ийм энгийн аргаар нотолсон гэдэгт итгэж чадахгүй байсан тул үзэгдлийг тайлбарлах өөр өөр шалтгаануудыг дэвшүүлсэн. Энэ нь шинжлэх ухааны үзэл баримтлалд бүрэн нийцдэг: аливаа үзэгдлийн шалтгааныг хоёрдмол утгагүй тодорхойлох хүртэл янз бүрийн таамаглал дэвшүүлэх боломжтой (мөн шаардлагатай) бөгөөд хэрэв боломжтой бол туршилтаар эсвэл онолын хувьд туршиж үзэх шаардлагатай. Ингээд 1905 онд алдарт академич А.Ф.Иоффегийн багш Санкт-Петербургийн физикийн профессор Н.А.Гезехусын товч өгүүлэл Брокхаус ба Эфрон нэвтэрхий толь бичигт хэвлэгджээ. Зарим эрдэмтдийн үзэж байгаагаар Брауны хөдөлгөөн нь "шингэнээр дамжин өнгөрөх гэрэл эсвэл дулааны туяа"-аас үүдэлтэй бөгөөд "шингэний доторх молекулуудын хөдөлгөөнтэй ямар ч холбоогүй энгийн урсгал" болж хувирдаг гэж Гесехус бичжээ. "ууршилт, тархалт болон бусад шалтгааны улмаас" үүсч болно. Эцсийн эцэст, агаар дахь тоосны тоосонцрын маш төстэй хөдөлгөөн нь яг эргүүлэг урсгалаас үүдэлтэй гэдгийг аль хэдийн мэддэг байсан. Гэхдээ Гесехусын өгсөн тайлбарыг туршилтаар амархан үгүйсгэж болно: хэрвээ та хүчтэй микроскопоор бие биентэйгээ маш ойрхон байрладаг хоёр Brownian бөөмсийг харвал тэдний хөдөлгөөн бүрэн бие даасан байх болно. Хэрэв эдгээр хөдөлгөөнүүд нь шингэн дэх ямар нэгэн урсгалаас үүдэлтэй байсан бол хөрш зэргэлдээх ийм хэсгүүд нэг дор хөдөлнө.

Брауны хөдөлгөөний онол.

20-р зууны эхэн үед. Ихэнх эрдэмтэд Брауны хөдөлгөөний молекулын шинж чанарыг ойлгосон. Гэхдээ бүх тайлбарууд нь зөвхөн чанарын шинж чанартай хэвээр үлдсэн бөгөөд ямар ч тоон онол туршилтын туршилтыг тэсвэрлэх чадваргүй байв. Нэмж дурдахад, туршилтын үр дүн нь өөрөө тодорхойгүй байсан: бөөмсийн зогсолтгүй хурдасгах гайхалтай үзэгдэл нь туршилтанд оролцогчдыг ховсдуулсан бөгөөд тэдгээр үзэгдлийн ямар шинж чанарыг хэмжих шаардлагатайг яг таг мэдэхгүй байв.

Бүрэн эмх замбараагүй байдал илэрсэн ч Брауны бөөмсийн санамсаргүй хөдөлгөөнийг математикийн хамаарлаар дүрслэх боломжтой хэвээр байв. Брауны хөдөлгөөний тухай нарийн тайлбарыг 1904 онд тэр жилүүдэд Львовын их сургуульд ажиллаж байсан Польшийн физикч Мариан Смолуховский (1872-1917) анх удаа өгчээ. Үүний зэрэгцээ энэ үзэгдлийн онолыг Швейцарийн Берн хотын Патентийн албаны 2-р зэрэглэлийн мэргэжилтэн, тэр үед бага зэрэг танигдсан Альберт Эйнштейн (1879-1955) боловсруулсан. 1905 оны 5-р сард Германы Annalen der Physik сэтгүүлд нийтлэгдсэн түүний нийтлэл гарчигтай байв Дулааны молекул кинетик онолд шаардлагатай тайван байдалд байгаа шингэнд дүүжлэгдсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөний тухай. Энэ нэрээр Эйнштейн материйн бүтцийн молекул кинетик онол нь шингэн дэх хамгийн жижиг хатуу хэсгүүдийн санамсаргүй хөдөлгөөнийг заавал илэрхийлдэг гэдгийг харуулахыг хүссэн юм.

Энэ нийтлэлийн эхэнд Эйнштейн энэ үзэгдлийг өнгөцхөн ч гэсэн мэддэг гэж бичсэн нь сонин байна: "Хөдөлгөөн нь Брауны молекулын хөдөлгөөн гэж нэрлэгддэг хөдөлгөөнтэй ижил байж болох юм, гэхдээ бэлэн байгаа мэдээлэл. Сүүлийнх нь миний хувьд маш буруу бөгөөд би энэ бол тодорхой үзэл бодол гэж томъёолж чадахгүй байна." Хэдэн арван жилийн дараа, аль хэдийнээ хожуу насандаа Эйнштейн дурсамждаа өөр зүйл бичжээ - тэр Брауны хөдөлгөөний талаар огт мэддэггүй байсан бөгөөд үүнийг цэвэр онолын хувьд "дахин нээсэн": ""Брауны хөдөлгөөн"-ийн ажиглалтууд эрт дээр үеэс байсаар ирсэн гэдгийг мэдэхгүй байсан. Би атомын онол нь микроскопийн өлгөөтэй бөөмсийн ажиглагдаж болох хөдөлгөөнийг бий болгодог гэдгийг олж мэдсэн ч Эйнштейний онолын өгүүлэл туршилтанд оролцогчдод хандаж өөрийн дүгнэлтийг туршилтаар туршиж үзэхийг хүссэнээр төгсдөг: "Хэрвээ аль нэг судлаач удахгүй энэ асуултад хариулж чадна. Энд тавьсан асуултууд!" – тэр нийтлэлээ ийм ер бусын дуугаар төгсгөдөг.

Эйнштейний хүсэл тэмүүлэлтэй уриалгын хариулт удаан хүлээсэнгүй.

Смолуховский-Эйнштейний онолын дагуу Брауны бөөмийн квадрат шилжилтийн дундаж утга ( с 2) цаг хугацааны хувьд ттемпературтай шууд пропорциональ Тмөн урвуу хамааралтай шингэний зуурамтгай чанар h, ширхэгийн хэмжээ rба Авогадрогийн тогтмол

НХ: с 2 = 2RTt/6ph rNА,

Хаана Р- хийн тогтмол. Тиймээс, хэрэв 1 минутын дотор 1 мкм диаметртэй бөөмс 10 мкм-ээр хөдөлдөг бол 9 минутын дотор - 10 = 30 мкм, 25 минутын дотор - 10 = 50 мкм гэх мэт. Ижил нөхцөлд ижил хугацаанд (1, 9 ба 25 минут) 0.25 мкм диаметртэй бөөмс 20, 60 ба 100 мкм-ээр хөдөлнө, учир нь = 2. Дээрх томьёо нь дараахь зүйлийг багтаасан байх нь чухал юм. Авогадрогийн тогтмолыг Францын физикч Жан Батист Перрин (1870-1942) хийсэн Брауны бөөмийн хөдөлгөөний тоон хэмжилтээр тодорхойлж болно.

1908 онд Перрин микроскопоор броуны бөөмсийн хөдөлгөөнийг тоон ажиглаж эхэлсэн. Тэрээр 1902 онд зохион бүтээсэн хэт микроскоп ашигласан бөгөөд энэ нь хүчирхэг хажуугийн гэрэлтүүлэгчээс гэрэл цацах замаар хамгийн жижиг хэсгүүдийг илрүүлэх боломжтой болсон. Перрин халуун орны зарим модны өтгөрүүлсэн шүүс болох бохьноос бараг бөмбөрцөг хэлбэртэй, ойролцоогоор ижил хэмжээтэй жижиг бөмбөлөгүүдийг гаргаж авсан (үүнийг шар усан будгийн будаг болгон ашигладаг). Эдгээр жижиг бөмбөлгүүдийг 12% ус агуулсан глицеринд түдгэлзүүлсэн; наалдамхай шингэн нь зургийг бүдгэрүүлэх дотоод урсгал үүсэхээс сэргийлсэн. Перрин секунд хэмжигчээр зэвсэглэсэн бөгөөд дараа нь графиктай цаасан дээр бөөмсийн байрлалыг тогтмол давтамжтайгаар, жишээлбэл, хагас минут тутамд тэмдэглэж, дараа нь (мэдээжийн хэрэг, маш томруулсан масштабаар) зуржээ. Үүссэн цэгүүдийг шулуун шугамаар холбосноор тэрээр нарийн төвөгтэй траекторуудыг олж авсан бөгөөд тэдгээрийн заримыг зурагт үзүүлэв (тэдгээрийг Перриний номноос авсан болно. Атомууд, 1920 онд Парист хэвлэгдсэн). Бөөмийн эмх замбараагүй, эмх замбараагүй хөдөлгөөн нь орон зайд нэлээд удаан хөдөлдөг: сегментүүдийн нийлбэр нь бөөмийн эхний цэгээс сүүлчийн цэг хүртэлх шилжилтээс хамаагүй их байдаг.

30 секунд тутамд гурван Brownian бөөмсийн дараалсан байрлал - ойролцоогоор 1 микрон хэмжээтэй бохьны бөмбөг. Нэг нүд нь 3 микрон зайтай тохирч байна. Хэрэв Перрин 30 секундын дараа биш, харин 3 секундын дараа Брауны бөөмсийн байрлалыг тодорхойлж чадвал зэргэлдээх цэг бүрийн хоорондох шулуун шугамууд нь ижил нарийн төвөгтэй зигзаг эвдэрсэн шугам болж хувирах болно.

Онолын томьёо болон түүний үр дүнг ашиглан Перрин Авогадрогийн тоон утгыг олж авсан бөгөөд энэ нь тухайн үеийн үнэн зөв байсан: 6.8. . 10 23 . Перрин мөн микроскопоор броуны бөөмсийн босоо тархалтыг судалсан. см. АВОГАДРОГИЙН ХУУЛЬ) ба таталцлын нөлөөг үл харгалзан тэдгээр нь уусмалд түдгэлзсэн хэвээр байдгийг харуулсан. Перрин бусад чухал бүтээлүүдийг эзэмшдэг. 1895 онд тэрээр катодын цацраг нь сөрөг цахилгаан цэнэг (электрон) гэдгийг баталж, 1901 онд атомын гаригийн загварыг анх санал болгосон. 1926 онд тэрээр физикийн салбарт Нобелийн шагнал хүртжээ.

Перриний олж авсан үр дүн нь Эйнштейний онолын дүгнэлтийг баталсан. Энэ нь хүчтэй сэтгэгдэл төрүүлсэн. Америкийн физикч А.Пэйс олон жилийн дараа бичсэнчлэн, "Ийм энгийн аргаар олж авсан энэ үр дүнд та хэзээ ч гайхахаа больсон: хэмжээ нь хэмжээтэй харьцуулахад том хэмжээтэй бөмбөгний суспенз бэлтгэхэд хангалттай. Энгийн молекулуудын тоо, секунд хэмжигч, микроскоп аваад Авогадрогийн тогтмолыг тодорхойлж чадна! Хүн бас гайхаж магадгүй: Брауны хөдөлгөөний талаархи шинэ туршилтуудын тайлбарууд шинжлэх ухааны сэтгүүлд (Байгаль, Шинжлэх ухаан, Химийн боловсролын сэтгүүл) үе үе гардаг! Перриний үр дүнг нийтэлсний дараа атомизмыг эсэргүүцэгч байсан Оствальд “Броуны хөдөлгөөн кинетик таамаглалын шаардлагад давхцаж байгаа нь... одоо хамгийн болгоомжтой эрдэмтэнд атомын онолыг туршилтаар нотлох тухай ярих эрхийг олгож байна” гэж хүлээн зөвшөөрсөн. материйн. Ийнхүү атомын онолыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй онолын зэрэглэлд аваачлаа” гэжээ. Түүнийг Францын математикч, физикч Анри Пуанкаре: "Перриний атомын тоог гайхалтайгаар тодорхойлсон нь атомизмын ялалтыг гүйцэлдүүлэв... Химичдийн атом одоо бодит байдал болсон."

Брауны хөдөлгөөн ба тархалт.

Брауны бөөмсийн хөдөлгөөн нь дулааны хөдөлгөөний үр дүнд бие даасан молекулуудын хөдөлгөөнтэй гадаад төрхөөрөө маш төстэй юм. Энэ хөдөлгөөнийг диффуз гэж нэрлэдэг. Смолуховский, Эйнштейний бүтээлээс өмнө ч молекулын хөдөлгөөний хуулиудыг материйн хийн төлөвт хамгийн энгийн тохиолдолд тогтоожээ. Хийн молекулууд маш хурдан - сумны хурдаар хөдөлдөг боловч бусад молекулуудтай маш их мөргөлддөг тул хол нисч чаддаггүй нь тогтоогдсон. Жишээлбэл, агаар дахь хүчилтөрөгч, азотын молекулууд дунджаар 500 м/с хурдтай хөдөлж, секунд тутамд нэг тэрбум гаруй мөргөлддөг. Тиймээс молекулын зам, хэрэв түүнийг дагаж мөрдөж чадвал нарийн төвөгтэй тасархай шугам байх болно. Брауны тоосонцор нь тодорхой хугацааны интервалд байрлалаа тэмдэглэсэн тохиолдолд ижил төстэй замналыг дүрсэлдэг. Тархалт ба Брауны хөдөлгөөн хоёулаа молекулуудын эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөний үр дагавар бөгөөд ижил төстэй математик харилцаагаар тодорхойлогддог. Үүний ялгаа нь хийн молекулууд бусад молекулуудтай мөргөлдөх хүртэл шулуун шугамаар хөдөлж, дараа нь чиглэлээ өөрчилдөг. Брауны бөөмс нь молекулаас ялгаатай нь ямар ч "чөлөөт нислэг" хийдэггүй, гэхдээ маш олон удаа жижиг, тогтмол бус "жийлтүүд" -ийг мэдэрдэг бөгөөд үүний үр дүнд нэг чиглэлд эсвэл нөгөө чиглэлд эмх замбараагүй шилждэг. Тооцооллоор 0.1 мкм хэмжээтэй бөөмийн хувьд ердөө 0.5 нм (1 нм = 0.001 мкм) зайд секундын гурван тэрбумын нэг хөдөлгөөнд нэг хөдөлгөөн явагддаг болохыг харуулсан. Энэ нь олон хүн цугларсан талбайд шар айрагны хоосон савыг хөдөлгөж байсныг санагдуулам гэж нэгэн зохиолч оновчтой хэлсэн байдаг.

Тархалтыг ажиглах нь броуны хөдөлгөөнөөс хамаагүй хялбар байдаг, учир нь энэ нь микроскоп шаарддаггүй: хөдөлгөөн нь бие даасан бөөмсөөр биш, харин тэдгээрийн асар том массаар ажиглагддаг тул тархалт нь конвекцээр давхарддаггүй эсэхийг шалгах хэрэгтэй. эргүүлэг урсгалын үр дүн (ийм урсгалыг анзаарахад хялбар байдаг, бэх гэх мэт өнгөт уусмалыг нэг аяга халуун усанд хийнэ).

Зузаан гель дээр диффузийг ажиглахад тохиромжтой. Ийм гель, жишээлбэл, пенициллиний саванд 4-5% желатины уусмал бэлтгэх замаар бэлтгэж болно. Желатин эхлээд хэдэн цагийн турш хавагнах ёстой бөгөөд дараа нь савыг халуун усанд буулгаж хутгах замаар бүрэн уусдаг. Хөргөлтийн дараа урсдаггүй гель нь ил тод, бага зэрэг үүлэрхэг масс хэлбэрээр гарч ирдэг. Хэрэв та хурц хясаа ашиглан калийн перманганатын жижиг талстыг ("калийн перманганат") энэ массын төвд болгоомжтой оруулбал гель нь унахаас сэргийлдэг тул болор нь үлдсэн газартаа өлгөөтэй хэвээр байх болно. Хэдхэн минутын дараа нил ягаан өнгийн бөмбөлөг нь талстыг тойрон ургаж эхлэх бөгөөд савны хана хэлбэрээ алдтал томорно. Зэсийн сульфатын талстыг ашиглан ижил үр дүнг авч болно, зөвхөн энэ тохиолдолд бөмбөг нь нил ягаан биш харин цэнхэр өнгөтэй болно.

Бөмбөлөг яагаад үүссэн нь тодорхой байна: MnO 4 – талст уусах үед үүссэн ионууд уусмалд (гель нь голчлон ус) орж, тархалтын үр дүнд бүх чиглэлд жигд хөдөлдөг бол таталцал нь бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. тархалтын хурд. Шингэн дэх тархалт маш удаан явагддаг: бөмбөг хэдэн см ургахад олон цаг шаардагдана. Хийн дотор тархалт илүү хурдан байдаг ч хэрэв агаар холилдохгүй бол үнэртэй ус эсвэл аммиакийн үнэр хэдэн цагийн турш өрөөнд тархах болно.

Брауны хөдөлгөөний онол: санамсаргүй алхалт.

Смолуховский-Эйнштейний онол нь тархалт ба Брауны хөдөлгөөний хуулиудыг тайлбарладаг. Бид диффузийн жишээн дээр эдгээр хэв маягийг авч үзэж болно. Хэрэв молекулын хурд нь у, дараа нь шулуун шугамаар хөдөлж, цаг хугацааны хувьд тхол явах болно Л = ут, гэхдээ бусад молекулуудтай мөргөлдсөний улмаас энэ молекул шулуун шугамаар хөдөлдөггүй, харин хөдөлгөөний чиглэлээ тасралтгүй өөрчилдөг. Хэрэв молекулын замыг зурах боломжтой байсан бол энэ нь Перриний олж авсан зургаас үндсэндээ ялгаагүй байх байсан. Эдгээр тоо баримтаас харахад эмх замбараагүй хөдөлгөөний улмаас молекул хол зайд шилждэг с, хамаагүй бага Л. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь харилцан хамааралтай байдаг с= , энд l нь молекулын нэг мөргөлдөөнөөс нөгөө мөргөлдөөнд нисэх зай, дундаж чөлөөт зам юм. Хэмжилтээр агаарын молекулуудын хувьд хэвийн атмосферийн даралт l ~ 0.1 μm байгаа нь 500 м/с хурдтай азот эсвэл хүчилтөрөгчийн молекул 10,000 секундын дотор (гурван цагаас бага) зайд ниснэ гэсэн үг юм. Л= 5000 км, анхны байрлалаас ердөө л шилжинэ с= 0.7 м (70 см), иймээс бодисууд хийд ч гэсэн тархалтаас болж маш удаан хөдөлдөг.

Тархалтын үр дүнд үүссэн молекулын замыг (эсвэл Брауны бөөмийн замыг) санамсаргүй алхалт гэж нэрлэдэг. Ухаантай физикчид энэ хэллэгийг “согтуу хүний ​​зам” гэж дахин тайлбарлав. Энэ зүйрлэл нь нэг хэмжээст хөдөлгөөний жишээн дээр үндэслэсэн ийм үйл явцын үндсэн тэгшитгэлийг маш энгийнээр гаргах боломжийг олгодог бөгөөд үүнийг гурван хэмжээст хөдөлгөөнд хялбархан нэгтгэж болно.

Шөнө орой нэгэн зоогийн газраас гарч ирэн, гудамжаар явлаа гэж бодъё. Хамгийн ойрын дэнлүү хүрэх замыг туулж, тэр амарч, цаашаа, дараагийн дэнлүү рүү, эсвэл буцаж, таверн руу явав - эцэст нь тэр хаанаас ирснээ санахгүй байна. Асуулт бол тэр хэзээ нэгэн цагт цуккини орхих уу, эсвэл зүгээр л тойрон тэнүүчилж, заримдаа холдож, заримдаа ойртох уу? (Асуудлын өөр нэг хувилбар нь гудамжны хоёр төгсгөлд гудамжны гэрэл дуусдаг бохир суваг байгаа бөгөөд далайчин тэдгээрийн аль нэгэнд унахаас сэргийлж чадах эсэхийг асуув.) Зөн совингоор бол хоёр дахь хариулт нь зөв юм шиг санагдаж байна. Гэхдээ энэ нь буруу: далайчин зөвхөн нэг чиглэлд алхсанаас хамаагүй удаан боловч тэг цэгээс аажмаар холдох болно. Үүнийг хэрхэн батлах талаар эндээс үзнэ үү.

Хамгийн ойрын дэнлүү рүү (баруун эсвэл зүүн тийш) анх удаа өнгөрсний дараа далайчин хол зайд байх болно. с 1 = ± l эхлэлийн цэгээс. Бид зөвхөн энэ цэгээс түүний зайг сонирхож байгаа боловч түүний чиглэлийг сонирхдоггүй тул бид энэ илэрхийлэлийг квадрат болгосноор тэмдгүүдээс салах болно. с 1 2 = л 2. Хэсэг хугацааны дараа далайчин аль хэдийн дуусгасан Н"тэнүүчлэх", хол зайд байх болно

с Н= эхнээсээ. Тэгээд дахин алхаж (нэг чиглэлд) хамгийн ойрын дэнлүү рүү хол зайд очив с Н+1 = с Н± л, эсвэл шилжилтийн квадратыг ашиглан, с 2 Н+1 = с 2 Н± 2 с Н l + l 2. Хэрэв далайчин энэ хөдөлгөөнийг олон удаа давтвал (аас Нөмнө Н+ 1), дараа нь дундажлах үр дүнд (энэ нь тэнцүү магадлалтайгаар дамждаг Нбаруун эсвэл зүүн тийш th алхам), хугацаа ± 2 с НБи цуцлах тул 2 Н+1 = s2 Н+ l 2> (өнцгийн хаалт нь дундаж утгыг заана L = 3600 м = 3.6 км, тэг цэгээс ижил хугацаанд шилжилт хөдөлгөөн нь зөвхөн тэнцүү байх болно). с= = 190 м 3 цагийн дараа өнгөрнө Л= 10.8 км, цааш шилжих болно с= 330 м, гэх мэт.

Ажил уҮүссэн томьёо дахь l-ийг Ирландын физикч, математикч Жорж Габриэль Стокс (1819-1903) үзүүлсэн шиг тархалтын коэффициенттэй харьцуулж болох бөгөөд энэ нь бөөмийн хэмжээ, орчны зуурамтгай чанараас хамаардаг. Үүнтэй адил бодол дээр үндэслэн Эйнштейн тэгшитгэлээ гаргажээ.

Бодит амьдрал дахь Брауны хөдөлгөөний онол.

Санамсаргүй алхалтын онол нь чухал практик хэрэглээтэй байдаг. Тэд тэмдэглэгээ байхгүй үед (нар, одод, хурдны зам, төмөр замын чимээ гэх мэт) хүн ойд, цасан шуурга, өтгөн манан дунд тэнүүчилж, үргэлж өөрийн байрандаа буцаж ирдэг гэж тэд хэлдэг. анхны газар. Үнэн хэрэгтээ тэрээр тойрог замаар алхдаггүй, харин молекулууд эсвэл Брауны бөөмсүүд ойролцоогоор ижил аргаар хөдөлдөг. Тэр анхны байрандаа буцаж чадна, гэхдээ зөвхөн тохиолдлоор. Гэхдээ тэр замаа олон удаа туулдаг. Тэд мөн цасан шуурганд хөлдсөн хүмүүсийг хамгийн ойрын орон сууц, замаас "хэдэн км-ийн зайд" олсон гэж ярьдаг ч бодит байдал дээр тэр хүн энэ километрийг туулж чадахгүй байсан, яагаад гэдгийг эндээс харж болно.

Санамсаргүй алхалтын үр дүнд хүн хэр их шилжихийг тооцоолохын тулд та l-ийн утгыг мэдэх хэрэгтэй, i.e. хүн ямар ч тэмдэглэгээгүйгээр шулуун замаар явж чадах зай. Энэ утгыг геологи-минералогийн шинжлэх ухааны доктор Б.С.Горобец сайн дурын оюутнуудын тусламжтайгаар хэмжсэн. Мэдээжийн хэрэг, тэр тэднийг өтгөн ойд эсвэл цастай талбайд үлдээгээгүй, бүх зүйл илүү энгийн байсан - оюутныг хоосон цэнгэлдэх хүрээлэнгийн төвд байрлуулж, нүдийг нь боож, хөл бөмбөгийн талбайн төгсгөл хүртэл чимээгүйхэн алхахыг хүсэв. (дуугаар чиг баримжаа олгохгүй байх). Оюутан дунджаар 20 орчим метр шулуун шугамаар алхаж (хамгийн тохиромжтой шулуун шугамаас 5 хэмээс хэтрээгүй) дараа нь анхны чиглэлээсээ улам бүр хазайж эхэлсэн нь тогтоогджээ. Эцэст нь тэр захад хүрэхээс хол зогсов.

Одоо хүн ойд цагт 2 км-ийн хурдтай алхаж (эсвэл тэнүүчлэх) байг (замын хувьд энэ нь маш удаан, гэхдээ өтгөн ойд маш хурдан байдаг), хэрэв l-ийн утга 20 бол метр, дараа нь тэр нэг цагийн дотор 2 км замыг туулах боловч ердөө 200 м, хоёр цагийн дотор - 280 м, гурван цагт - 350 м, 4 цагт - 400 м, гэх мэт. Мөн шулуун шугамаар хөдөлнө. Ийм хурдтай хүн 4 цагийн дотор 8 км замыг туулдаг тул хээрийн ажлын аюулгүй байдлын зааварт дараахь дүрэм байдаг: хэрэв тэмдэглэгээ алдагдсан бол та байрандаа байж, хоргодох байр байгуулж, төгсгөлийг хүлээх хэрэгтэй. цаг агаарын таагүй байдал (нар гарч болзошгүй) эсвэл тусламж хүсэх. Ойд мод, бут сөөг зэрэг газрууд нь шулуун шугамд шилжихэд тань туслах бөгөөд нэг нь урд, нөгөө нь ард байх хоёр тэмдэглэгээг наах хэрэгтэй. Гэхдээ мэдээж луужин авч явсан нь дээр...

Илья Линсон

Уран зохиол:

Марио Лиозци. Физикийн түүх. М., Мир, 1970
Керкер М. 1900 оноос өмнөх Брауны хөдөлгөөн ба молекулын бодит байдал. Химийн боловсролын сэтгүүл, 1974, боть. 51, №12
Leenson I.A. Химийн урвал. М., Астрел, 2002

Браун бол эрдэмтний овог нэрийг оросын уламжлалт зөв бичих (илүү зөв бол Браун) юм.

Намтар

Тэрээр ургамлын ертөнцийг шинэ өнцгөөс харав. Терра Австралисын ботаникийн талаархи ерөнхий тайлбарууд"(Лондон, 1814) болон Австрали дахь ургамлын гэр бүлийн тархалтын талаархи хожмын ажилдаа түүний байгалийн талаархи үзэл бодлыг бүрэн дүүрэн харуулсан. Дараа нь тэр өөр нэг " Supplementum primum florae Novae Hollandiae"(Лондон, 1830), хамгийн сүүлийн үеийн судлаачдын цуглуулсан гербарий материал байв.

Тэрээр туйлын орнуудаар аялагч Росс, Парри, Клаппертон нарын илтгэл дэх ургамал судлалын хэсгүүдийг эмхэтгэж, мэс засалч Ричардсонд тусалсан бөгөөд Франклинтай хийсэн аялалдаа маш олон сонирхолтой зүйл цуглуулсан; 1802-1815 онд Ява дахь Хорсфилд, Төв Африкт Оудни, Клаппертон нар, Конго дахь экспедицийн үеэр Таккигийн хамтрагч Кристиан Смит нар цуглуулсан гербарийг аажмаар дүрсэлсэн.

Гишүүн (1810 оноос хойш). Роберт Браун 1810-1820 онуудад Линнейн номын сан болон Лондонгийн Хатан хааны нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч Бэнксийнхээ өргөн хүрээний цуглуулгыг хариуцаж байв. 1820 онд тэрээр Британийн музейн ботаникийн тэнхимийн номын санч, эрхлэгчээр ажиллаж, Бэнксийг нас барсны дараа музейн цуглуулгуудыг шилжүүлэн авчээ. Эдгээр цуглуулга, номын сан, түүнийг үргэлж хүрээлж байсан олон орны ургамлын ачаар Браун ургамлын хамгийн сайн мэргэжилтэн байв.

Байгалийн систем нь түүнд маш их өртэй: тэрээр ангилал, нэр томъёоны аль алинд нь аль болох энгийн байхыг хичээж, шаардлагагүй шинэлэг зүйлээс зайлсхийсэн; хуучны тодорхойлолтыг засах, шинэ гэр бүл байгуулах талаар их зүйлийг хийсэн. Өндөр ургамлуудын ангилалд тэрээр ангиосперм ба гимноспермийг хуваажээ.

Тэрээр мөн ургамлын физиологийн чиглэлээр ажиллаж байсан: антерийн хөгжил, түүний доторх плазмын биетүүдийн хөдөлгөөнийг судалжээ. 1827 онд Браун (хожим түүний нэрээр нэрлэгдсэн) шингэн дэх цэцгийн үр тарианы хөдөлгөөнийг нээсэн. Тоосонцорыг микроскопоор судалж үзээд ургамлын шүүсэнд хөвж буй цэцгийн үр тариа бүх чиглэлд зигзаг хэлбэрээр бүрэн эмх замбараагүй хөдөлдөг болохыг олж мэдэв. Браун анх удаа ургамлын эсийн цөмийг тодорхойлж, энэ мэдээллийг 1831 онд нийтлэв. Эдгээр судалгаанууд нь Неес фон Есенбекийн герман хэл рүү орчуулсан 4, 5-р ботид багтсан болно. Ургамлын гаралтай ургамал. Шрифтен"(5 боть, Нюрнберг, 1827-1834).

Роберт Браун ургамал судлалд гавъяа байгуулсан нь илт байсан бөгөөд 1849 онд Лондон дахь Линнейн нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч болж, 1853 он хүртэл шинжлэх ухаанд үйлчилжээ.

1858 оны 6-р сарын 10-нд нас барсны дараа Беннетт " Роберт Брауны төрөл бүрийн ботаникийн бүтээлүүд"(3 боть, Лондон, 1866-1868).

Роберт Брауныг Кенсал ногоон оршуулгын газарт оршуулжээ. Кенсал ногоон оршуулгын газар) Лондон дахь.

бас үзнэ үү

"Браун, Роберт" нийтлэлийн тойм бичих

Тэмдэглэл

Уран зохиол

• Ford B.J.Кларкийн цэцгийн тоос дахь броуны хөдөлгөөн: анхны ажиглалтын давталт // .

Холбоосууд

• Браун Роберт // Брокхаус ба Эфроны нэвтэрхий толь бичиг: 86 боть (82 боть, 4 нэмэлт). - Санкт-Петербург. , 1890-1907. (2009 оны 10-р сарын 2-нд авсан)
• Браун Роберт // Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг: [30 боть] / Ch. ed. A. M. Прохоров. - 3 дахь хэвлэл. - М. : Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг, 1969-1978. (2009 оны 10-р сарын 2-нд авсан)
• Храмов А.Браун Роберт (Браун, Роберт) // Физикчид: Намтар зүйн лавлагаа / Ред. А.И.Ахиезер. - Эд. 2-р, илч. болон нэмэлт - М.: Наука, 1983. - 400 х. - 200,000 хувь.(орчуулгад)
• Оросын ШУА-ийн албан ёсны вэбсайт дээр

245-р мөрөнд Module:External_links дахь Lua алдаа: "wikibase" талбарыг индексжүүлэх оролдлого (тэг утга).

Браун, Робертыг дүрсэлсэн ишлэл

Микроскопоор бүжиглэ

19-р зууны эхэн үед микроскопууд нь бие биенээсээ шилжсэн хэд хэдэн сайн өнгөлсөн линзээс бүрдсэн нарийн төвөгтэй оптик бүтэцтэй байсан.

Тэдгээрийн тусламжтайгаар мэдэгдэхүйц өсөлтийг олж авах боломжтой байсан бөгөөд харааны талбар нь ямар ч согог, гажуудалгүйгээр тодорхой хэвээр байв.

Ийм сайжруулсан микроскопын "тод нүд"-ийн өмнө Английн ургамал судлаач Роберт Браун ургамлын навч, модны зүслэг биш, харин ... ургамлын цэцгийн тоос холилдсон бяцхан дусал усыг бэлэглэхээр шийджээ. Микроскопоор харахад Браун гайхаж байв: цэцгийн тоос нь усанд ууссангүй, харин жижиг бөмбөлгүүд болж хуваагдсан бөгөөд эдгээр бөмбөлгүүд ямар нэгэн гайхалтай бүжигт хөдөлж байв!

Урт хугацааны ажиглалтаар Браун цэцгийн тоосонцрын хөдөлгөөн нь шингэн дусал дахь "усан доорх урсгал" эсвэл микроскопын тавиурын бага зэрэг сэгсэрснээс шалтгаалаагүй гэдэгт итгэлтэй байна. Үгүй ээ, бөөм бүр бусдаас бүрэн тусад нь хөдөлж, цэцгийн тоосонцрын гэнэтийн хөдөлгөөнд ямар ч тогтвортой байдал байгаагүй; Браунд үл мэдэгдэх, үл ойлгогдох хүч тэднийг ийм хачин авирлахад хүргэв...

Олон эрдэмтэд Брауны туршилтыг давтан хийж, ижил зургийг микроскопоор ажиглав. Шингэн дусал дахь ургамлын цэцгийн нууцлаг хөдөлгөөнийг нэрлэдэг Брауны хөдөлгөөн.

Эрдэмтэд улам бүр үндэслэлтэй таамаглал дэвшүүлэв: Брауны нээсэн хөдөлгөөн нь микроскопоор үл үзэгдэх шингэний молекулуудын цохилтоос үүдэлтэй байв. Бүх талаас нь молекулуудын довтолгоонд өртсөн цэцгийн тоосонцор тухайн секундэд бага нөлөө үзүүлэх чиглэлд хөдөлдөг.

Брауны хөдөлгөөнийг зөвхөн шингэнд төдийгүй хийд ч илрүүлсэн. Нэмж дурдахад, усанд холилдсон жижиг алтны ширхэгүүд оптик ажиглалтын явцад яг адилхан үйлдэл хийдэг нь тогтоогджээ.

Цэцэг нь бидний нүдийг баясгаад зогсохгүй шинжлэх ухаанд сайнаар нөлөөлдөг. Цэцгийн тоос нь шингэний молекулуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй Брауны хөдөлгөөнийг илрүүлэхэд тусалсан.

Шингэн эсвэл хийн температур нэмэгдэхийн хэрээр тоосонцор илүү хурдан хөдөлж эхэлдэг болохыг судлаачид тогтоожээ - молекулуудын түлхэлт улам бүр нэмэгддэг бололтой.

Францын физикч Жан Перрен туршилтаар шингэний атом, молекулын хэмжээ, тооны талаарх мэдээллийг олж авахын тулд бохьны давирхайнаас жижиг бөмбөлөг хийж Брауны хөдөлгөөнийг зохиомлоор гаргахаар шийджээ. Перрен үүнийг хийж чадсан!

Хуудас 1

Английн ургамал судлаач Нехемиа Грю (1641 - 1712) цэцгийн анатомийг дүрсэлж, эр бэлгийн эс, цэцгийн тоос нь эрэгтэй, пистил нь эмэгтэй эрхтэнтэй тохирдог гэсэн санааг илэрхийлдэг.  

Английн ургамал судлаач Браун (1827) ургамлын бодисын бичил хэсгүүд усанд тасралтгүй эмх замбараагүй хөдөлгөөнөөр байдгийг анзаарсан бөгөөд түүний нэрээр энэ хөдөлгөөнийг Брауны гэж нэрлэдэг. Энэ нь эсийн протоплазмд тодорхой харагдаж байна.  

Английн ургамал судлаач Роберт Браун шингэнд өлгөөтэй тоосонцрын жижиг хэсгүүдийн тасралтгүй зигзаг хөдөлгөөнийг анзаарсан бөгөөд энэ нь ямар ч гадны хүчин зүйлээс шалтгаалаагүй хөдөлгөөн юм. Тэрээр далан найман жилийн өмнө энэ хөдөлгөөнийг нээсэн бөгөөд түүний хүндэтгэлд Брауниан гэж нэрлэжээ.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Браун усанд цэцгийн цэцгийн суспензийг микроскопоор ажиглаж байхдаа цэцгийн үр тариа байнга эмх замбараагүй хөдөлж байгааг олж мэдэв.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Браун шингэн бэлдмэлийг микроскопоор шалгаж байхдаа дараах сонирхолтой үзэгдлийг санамсаргүйгээр олж илрүүлжээ. Шингэн дотор дүүжлэгдсэн жижиг хатуу хэсгүүд нь нэг газраас нөгөө рүү үсрэх мэт хурдан, санамсаргүй хөдөлгөөнийг хийж байв.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Браун микроскопоор ажиглаж байхдаа түүний судалсан ургамлын цэцгийн тоос нь усанд дүүжлэх үед тасралтгүй хэлбэлзэлтэй хөдөлгөөнтэй болохыг олж мэдэв.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Роберт Браун (Браун) усан дахь цэцгийн жижиг хэсгүүдийн хурдацтай эмх замбараагүй хөдөлгөөнийг ажиглаж, дараа нь шингэн дэх макроскоп органик бус хэсгүүдийн адил эрч хүчтэй хөдөлгөөнийг найдвартай тогтоожээ. Энэ нь Браун (Браун) хөдөлгөөн нь амьд бичил биетний хөдөлгөөнтэй холбоогүй болохыг харуулсан боловч Браун өөрөө уг үзэгдлийн бүх нийтийн шинж чанарт үндэслэн амьд бодисын анхдагч молекулуудыг нээсэн гэж үздэг байв. Өнгөрсөн зууны дараагийн далан жилийн хугацаанд бусад олон туршилтууд хийгдэж, ажиглагдсан нөлөөний мөн чанарын талаар олон тооны онолын таамаглал дэвшүүлсэн. Дээжийг долоо хоногийн турш харанхуй газар байлгаж, олон цаг халаасны дараа бор өнгийн хөдөлгөөн тогтмол илэрсэн. Энэ үзэгдэл үндсэн шинж чанартай болох нь тодорхой болов.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Браун усны дусал дотор байрлуулсан ургамлын цэцгийн тоосыг микроскопоор шинжилж байхдаа цэцгийн тоосонцор тайван байдалд үлдэж, боломжит бүх чиглэлд тасралтгүй хөдөлж байгааг анзаарчээ.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Роберт Браун усанд ууссан ургамлын цэцгийн тоосонцорыг микроскопоор ажиглаж байхдаа тэдгээр нь тасралтгүй хөдөлгөөнд байгааг олж мэдэв. Энэхүү хөдөлгөөн нь цэцгийн эсийн амин чухал үйл ажиллагааны үр дүн эсэхийг шалгахын тулд Браун янз бүрийн бодисын (эрдэс ба органик) хамгийн жижиг ширхэгтэй ижил төстэй судалгаа хийж, бодисын шинж чанараас үл хамааран бөөмсийн эмх замбараагүй хөдөлгөөнийг олж мэдэв. хангалттай хүчтэй нунтаглах үед үргэлж ажиглагддаг. Брауны хөдөлгөөн гэж нэрлэгддэг энэхүү үзэгдлийн онолыг молекул кинетикийн ерөнхий ойлголтын үндсэн дээр Эйнштейн, Смолуховский нар нэлээд хожуу бий болгосон.  

1827 онд Английн ургамал судлаач Броун шингэн бэлдмэлийг микроскопоор шалгаж байхдаа дараах сонирхолтой үзэгдлийг санамсаргүйгээр олж илрүүлжээ. Шингэн дотор дүүжлэгдсэн хамгийн жижиг хатуу хэсгүүд нь нэг газраас нөгөө рүү үсрэх мэт хурдан, эмх замбараагүй хөдөлгөөн хийж байв.  

Брауныг "Брауны хөдөлгөөн"-ийг нээсэн гэж үздэг. Тэрээр микроскопыг шинэлэг байдлаар ашигласнаараа ургамал судлалд чухал хувь нэмэр оруулсан.

Браун бол эсийн цөм болон цитоплазмын эсийн доторх хөдөлгөөний нарийвчилсан тайлбарыг өгсөн анхны хүмүүсийн нэг юм. Браун тоосжилт, бордооны тухай эртний бүтээлүүдийн зохиогчийн хувьд гимносперм ба ангиоспермийг ялгаж салгасан анхны хүн юм.

Роберт Браун (илүү зөвөөр - Браун) 1773 оны 12-р сарын 21-нд Монтроуз хотод төрсөн. Түүний аав нь Шотландын Эпископын сүмд тахилч байсан тул Якобитын шашин шүтлэгтэй байсан тул 1788 онд сүмээ орхиж, Жорж III-д үнэнч байхаа тангараглав. Робертын ээж нь Пресвитериан сайдын охин байв.

Эдинбургийн их сургуульд элсэн орсны дараа Браун аажмаар анагаах ухаанаас ургамал судлал руу шилжсэн нь түүний сонирхлыг татав. Тэрээр Жон Уокерын лекцэнд оролцож, ганцаараа болон Жорж Донтой хамт Шотландад болсон ботаникийн экспедицид оролцсон. Энэ хугацаанд Роберт шинэ ургамлын төрөл зүйл болох Альпийн үнэгний сүүл (Alopecurus alpinus) нээсэн.

Түүний анхны ботаникийн бүтээл болох "Ангусын ботаникийн түүх" нь 1972 онд Эдинбургийн Байгалийн түүхийн нийгэмлэгт уншагдсан боловч Брауныг амьд байх хугацаанд нь хэвлэгдээгүй байна.

Роберт 1793 онд их сургуулиас хөөгдөж, цэргийн албанд дуудагдаж, Ирланд дахь дэглэмд дахин томилогдов. 1795 оны 6-р сард тэрээр армийн мэс засалчийн туслах болсон боловч ихэнхдээ өөрийн дуртай ургамал судлалаар хичээллэж байсан нь түүний дэглэмийн идэвхгүй байдлаас болж байв.

Энэ хугацаанд Браун нүүдэлчин амьдралын хэв маягт урам хугарч, хувийн номын сан байгуулж, сорьцын мэдээллийн санг зохих ёсоор дүүргэх боломжийг олгодоггүй бөгөөд ялангуяа цэцэггүй номыг сонирхож эхлэв.

1800 он гэхэд Роберт Ирландын хамгийн алдартай ургамал судлаачдын нэг гэдгээрээ нэр хүндтэй болж, Лондонгийн Линнейн нийгэмлэгийг үүсгэн байгуулагч Жеймс Эдвард Смит зэрэг олон нэр хүндтэй хамт олонтой захидал харилцаатай байв.

1800 оны 12-р сард Браун Австралийн эргийг судлах "Мөрдөн байцаагч" хөлөг онгоцны экспедицид байгаль судлаачийн албан тушаалыг санал болгов. Экспедиц 1801 онд эхэлсэн. Роберт Австралийн янз бүрийн хэсэгт очиж, Тасмани, Басс хоолойн арлуудад очсон.

Ургамал, амьтны аймгийг судалснаараа гайхагдсан Браун 1805 оны тавдугаар сар хүртэл Австралид үлджээ. Англид буцаж ирээд Шотландчууд дараагийн таван жил цуглуулсан материал болох 4000 төрлийн ургамал, олон шувууд, ашигт малтмал дээр ажиллажээ.

1809 онд Роберт Лондонгийн Линнейн нийгэмлэгт "Proteaceae хэмээх ургамлын байгалийн дарааллаар" гэсэн гарчигтай өгүүллийг уншсан. Уг бүтээлийг 1810 оны 3-р сард "Жусьегийн зулзагануудын тухай" нэртэйгээр хэвлүүлсэн. Энэ ажил нь Proteaceae-ийн ангилал зүй, Австралийн цэцэгсийн аж ахуй, палинологийн өгөгдлийг ангилал зүйд ашиглахад чухал ач холбогдолтой юм.

"Jussieu-ийн тухай" зохиолын ихэнхийг Ричард Энтони Салисбери эзэмшиж, Линнейн нийгэмлэгт уншсаны дараа материалыг цээжилжээ. Зээлж авсан мэдээллийг 1809 онд Жозеф Найт протеэйсийн гэр бүлийн ургамал тариалах тухай хэвлэлд оруулсан болно.

1810 онд Браун алдарт Prodromus Florae Novae Hollandiae et Insulae Van Diemen номоо хэвлүүлсэн нь Австралийн ургамлын аймгийн анхны системчилсэн тайлан юм. Мөн онд Роберт Жонас С.Дриандерыг орлож, Сэр Жозеф Бэнксийн номын санчаар томилогдов. Браун 1820 онд Бэнксийг нас барсны дараа номын сан, гербарийг өвлөн авчээ. Энэхүү цуглуулгыг 1827 онд Британийн музейд шилжүүлжээ.

1818 онд Роберт "Профессор Кристиан Смитийн Конгогийн ойролцоо цуглуулсан гербаригийн талаар газарзүйн болон системчилсэн тайлбар" хийсэн. 1822 онд Браун Линнейн нийгэмлэгийн гишүүн, Шведийн хааны шинжлэх ухааны академийн гадаад гишүүнээр сонгогдов.

1831 онд Линнейн нийгэмлэгт 1833 онд хэвлэгдсэн илтгэлдээ Браун "эсийн цөм" гэсэн нэр томъёог гаргажээ. Ургамлын эс дэх цөмийг өөрөө нэлээд эрт буюу 1682 онд шинжлэх ухааны микроскопыг үндэслэгч Голландын Антони ван Левенгук тодорхойлсон байх магадлалтай. Түүнчлэн 1802 онд Франц Бауэр цөмийг ургамлын эсийн байнгын элемент гэж дүрсэлсэн нь мэдэгдэж байна.

Гэсэн хэдий ч эсийн цөмийг нээсэн хүн нь Браун юм. Үүний зэрэгцээ, Браун ч, Бауэр ч цөмийг бүх нийтийнх гэж боддоггүй байсан бөгөөд эхнийх нь цөм байх нь үндсэндээ цул ургамлын онцлог шинж чанартай гэж үздэг байв.

Роберт 1849-1853 он хүртэл Линнейн нийгэмлэгийн ерөнхийлөгч хэвээр байв. Тэрээр 1858 оны 6-р сарын 10-нд Лондонгийн Сохо талбай дахь Дин гудамжны 17 тоотод нас баржээ.

1827 онд Браун Clarkia pulchella ургамлын шингэн цэцгийн тоосыг микроскопоор шалгаж байхдаа цэцгийн үр тарианаас амилопласт ба сферосом гэж нэрлэгддэг жижиг хэсгүүд ялгарч байгааг ажиглажээ. Ургамлын шүүс дэх хөвөгч цэцгийн мөхлөгүүд бүх чиглэлд бүрэн эмх замбараагүй зигзаг хэлбэрээр хөдөлж байв.

Дараа нь Роберт органик бус бодис, тоос, эрдэс нунтаг дахь ижил тасралтгүй хөдөлгөөнийг анзаарсан нь түүнд энэ хөдөлгөөн нь зөвхөн органик гаралтай тоосонцоруудын шинж чанартай гэсэн таамаглал дэвшүүлэх боломжийг олгосон юм.

Браун үзэгдлийн мөн чанарыг тайлбарлаж чадсангүй. Голландын химич, физикч Ян Ингенхусз 1784, 1785 онд Герман, Францын хэвлэлд нүүрсний тоосонцорыг ашигласан ижил төстэй үр нөлөөг аль хэдийн мэдээлж байсан нь мэдэгдэж байна. Гэсэн хэдий ч энэ хөдөлгөөнийг "Браун" гэж нэрлэдэг байв.

Сүүлийн жилүүдэд Брауны микроскопууд цэцгийн үр тарианы хөдөлгөөнийг илрүүлэх хангалттай хүчтэй эсэхэд эргэлзээ төрж байна. 1991 онд Британийн микроскопч Брайан Ж.Форд Брауны анхны микроскопыг ашиглан үзүүлбэр үзүүлж, Шотландын ургамал судлаач "Брауны хөдөлгөөн"-ийг харж чаддаг болохыг баталжээ.