Chuyển động Brown
1827
Robert Brown (1773–1858), Jean-Baptiste Perrin (1870–1942), Albert Einstein (1879–1955)
Năm 1827, nhà sinh vật học Scotland Robert Brown đang sử dụng một kính hiển vi để nghiên cứu các hạt phấn hoa lơ lửng trong nước. Các hạt bên trong không bào của các hạt phấn hoa dường như khiêu vũ theo một kiểu ngẫu nhiên. Năm 1905, Albert Einstein dự đoán chuyển động của những loại hạt nhỏ như thế bằng việc đề xuất rằng chúng liên tục bị đập trúng bởi các phân tử nước. Tại mỗi thời điểm, chỉ do ngẫu nhiên, có nhiều phân tử đập trúng một bên hạt hơn phía bên kia, thành ra làm cho hạt tạm thời chuyển động lệch theo một hướng nhất định. Sử dụng các quy tắc thống kê, Einstein đã chứng minh rằng chuyển động Brown có thể được giải thích bằng các thăng giáng ngẫu nhiên trong các va chạm như thế. Hơn nữa, từ chuyển động này, người ta có thể xác định kích cỡ của các phân tử giả định đang bắn phá các hạt vĩ mô.
Vào năm 1908, nhà vật lí Pháp Jean-Baptiste Perrin xác nhận lời giải thích của Einstein về chuyển động Brown. Từ kết quả của Einstein và Perrin, cuối cùng các nhà vật lí buộc phải chấp nhận thực tế về nguyên tử và phân tử, một vấn đề vẫn còn gây tranh cãi kể từ đầu thế kỉ hai mươi. Trong phần kết luận chuyên luận năm 1909 của ông về nội dung này, Perrin viết, “Tôi nghĩ từ nay về sau sẽ rất khó bảo vệ bằng những lập luận dựa trên lí trí cho một thái độ chống đối với giả thuyết phân tử.”
Chuyển động Brown gây ra sự khuếch tán các hạt trong nhiều loại môi trường và là một khái niệm thường thức đến mức nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sự phân tán các chất gây ô nhiễm cho đến việc tìm hiểu độ ngọt tương đối của si rô trên mặt lưỡi. Các khái niệm khuếch tán giúp chúng ta tìm hiểu tác dụng của các pheromone lên loài kiến và sự phân tán của chuột xạ hương ở châu Âu sau sự xuất hiện tình cờ của chúng vào năm 1905. Các định luật khuếch tán được dùng để lập mô hình nồng độ các chất ô nhiễm xả ra từ ống khói và để mô phỏng sự di cư của những người săn bắt-hái lượm vào thời kì đồ đá mới. Các nhà nghiên cứu còn sử dụng các định luật khuếch tán để nghiên cứu sự khuếch tán của radon trong không khí tự do và trong đất nhiễm bẩn dầu mỏ hydrocarbon.
XEM THÊM. Các máy chuyển động vĩnh cửu (1150), Thuyết nguyên tử (1808), Định luật khuếch tán Graham (1829), Thuyết động học (1859), Phương trình Entropy Boltzmann (1875), Einstein là nguồn cảm hứng (1921).
Các nhà khoa học sử dụng chuyển động Brown và các khái niệm khuếch tán để lập mô hình sự lây lan chuột xạ. Vào năm 1905, năm con chuột xạ hương được đưa từ Mĩ sang Prague. Năm 1914, các hậu duệ của chúng đã phân tán 90 dặm theo mọi ngả. Đến năm 1927, chúng đã đông hơn 100 triệu con.
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của Thuvienvatly.com
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
