Ανακάλυψη της κίνησης Brown. Brownian κίνηση

26.09.2019

Επιστημονικός Σύμβουλος: Γνωστός ως: Βραβεία και βραβεία:

Το Brown είναι μια παραδοσιακή ρωσική ορθογραφία του επωνύμου του επιστήμονα (πιο σωστά, Brown).

Βιογραφία

Από μια νέα οπτική γωνία, είδε τον κόσμο των φυτών στο " Γενικές παρατηρήσεις για τη Βοτανική της Terra Australis«(Λονδίνο, 1814) και στο μεταγενέστερο έργο του για την κατανομή των οικογενειών φυτών στην Αυστραλία αποκάλυψε το πλήρες βάθος των απόψεών του για τη φύση. Αργότερα δημοσίευσε ένα άλλο " Συμπλήρωμα primum florae Novae Hollandiae«(Λονδίνο, 1830), το υλικό για το οποίο ήταν βοτανικά φυτά που συλλέχθηκαν από τους τελευταίους ερευνητές.

Επίσης, συνέταξε τα τμήματα βοτανικής στις αναφορές των Ross, Parry και Clapperton, ταξιδιωτών στις πολικές χώρες, και βοήθησε τον χειρουργό Richardson, ο οποίος συγκέντρωσε πολλά ενδιαφέροντα πράγματα κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του με τον Franklin. περιέγραψε σταδιακά τα βοτανικά που συνέλεξαν οι: Horsfield στην Ιάβα το 1802-1815, Oudney και Clapperton στην Κεντρική Αφρική, Christian Smith, σύντροφος του Takki, κατά τη διάρκεια μιας αποστολής κατά μήκος του Κονγκό.

Μέλος (από το 1810). Από το 1810 έως το 1820, ο Robert Brown ήταν υπεύθυνος της βιβλιοθήκης Linnean και των εκτεταμένων συλλογών του προστάτη του Banks, Προέδρου της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου. Το 1820 έγινε βιβλιοθηκάριος και επιμελητής του βοτανικού τμήματος του Βρετανικού Μουσείου, στο οποίο μεταφέρθηκαν οι συλλογές του τελευταίου μετά τον θάνατο του Μπανκς. Χάρη σε αυτές τις συλλογές και τη βιβλιοθήκη και το πλήθος των φυτών από διάφορες χώρες με τις οποίες ήταν πάντα περιτριγυρισμένος, ο Μπράουν ήταν ο καλύτερος ειδικός στα φυτά.

Το φυσικό σύστημα του οφείλει πολλά: προσπάθησε για τη μεγαλύτερη δυνατή απλότητα τόσο στην ταξινόμηση όσο και στην ορολογία, απέφυγε κάθε περιττή καινοτομία. έκανε πολλά για να διορθώσει τους ορισμούς των παλαιών και να δημιουργήσει νέες οικογένειες. Στην ταξινόμηση των ανώτερων φυτών, χώρισε τα αγγειόσπερμα και τα γυμνόσπερμα.

Εργάστηκε επίσης στον τομέα της φυσιολογίας των φυτών: μελέτησε την ανάπτυξη του ανθήρα και την κίνηση των σωμάτων πλάσματος σε αυτόν. Το 1827, ο Μπράουν ανακάλυψε την κίνηση των κόκκων γύρης σε υγρό (αργότερα πήρε το όνομά του). Εξετάζοντας τη γύρη στο μικροσκόπιο, διαπίστωσε ότι στο χυμό των φυτών, οι επιπλέοντες κόκκοι γύρης κινούνται εντελώς χαοτικά σε ζιγκ-ζαγκ μοτίβο προς όλες τις κατευθύνσεις. Ο Μπράουν ήταν ο πρώτος που αναγνώρισε τον πυρήνα σε ένα φυτικό κύτταρο και δημοσίευσε αυτές τις πληροφορίες το 1831. Αυτές οι μελέτες τοποθετούνται στους τόμους 4 και 5, μεταφρασμένοι σε Γερμανός Nees von Esenbeck" Vermischten botan. Schriften«(5 τόμοι, Νυρεμβέργη, 1827-1834).

Τα πλεονεκτήματα του Robert Brown στη βοτανική ήταν προφανή και το 1849 έγινε πρόεδρος της Linnean Society στο Λονδίνο, όπου υπηρέτησε την επιστήμη μέχρι το 1853.

Μετά το θάνατό του στις 10 Ιουνίου 1858, ο Μπένετ δημοσίευσε το " Τα διάφορα βοτανικά έργα του Robert Brown(3 τόμοι, Λονδίνο, 1866-1868).

Ο Robert Brown είναι θαμμένος στο Kensal Green Cemetery. Πράσινο νεκροταφείο Kensal) στο Λονδίνο.

δείτε επίσης

Γράψτε μια κριτική για το άρθρο "Brown, Robert"

Σημειώσεις

Βιβλιογραφία

Η Ford B.J.Κίνηση Brown στη γύρη Clarkia: επανάληψη των πρώτων παρατηρήσεων // .

Συνδέσεις

// Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron: σε 86 τόμους (82 τόμοι και 4 επιπλέον). - Αγία Πετρούπολη. , 1890-1907. (Ανακτήθηκε στις 2 Οκτωβρίου 2009)
Brown Robert // Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια: [σε 30 τόμους] / κεφ. εκδ. A. M. Prokhorov. - 3η έκδ. - Μ. : Σοβιετική εγκυκλοπαίδεια, 1969-1978. (Ανακτήθηκε στις 2 Οκτωβρίου 2009)
Khramov Yu. Brown Robert (Brown, Robert) // Physicists: Biographical Reference / Εκδ. A. I. Akhiezer. - Εκδ. 2η, αναθ. και επιπλέον - Μ.: Nauka, 1983. - 400 σελ. - 200.000 αντίτυπα.(σε μετάφραση)
στην επίσημη ιστοσελίδα της ΡΑΣ

Απόσπασμα που χαρακτηρίζει τον Μπράουν, τον Ρόμπερτ

«Τίτο, πήγαινε να αλωνίσεις», είπε ο πλακατζής.
«Ουφ, στο διάολο», ακούστηκε μια φωνή, καλυμμένη από τα γέλια των εντολέων και των υπηρετών.
«Κι όμως αγαπώ και εκτιμώ μόνο τον θρίαμβο πάνω σε όλους αυτούς, θησαυρίζω αυτή τη μυστηριώδη δύναμη και δόξα που επιπλέει από πάνω μου εδώ σε αυτή την ομίχλη!»

Εκείνο το βράδυ ο Ροστόφ ήταν με μια διμοιρία στην πλευρική αλυσίδα, μπροστά από το απόσπασμα του Μπαγκράτιον. Οι ουσάροι του ήταν σκορπισμένοι σε αλυσίδες ανά ζευγάρια. ο ίδιος ίππευε με άλογο κατά μήκος αυτής της γραμμής της αλυσίδας, προσπαθώντας να ξεπεράσει τον ύπνο που τον κυρίευε ακαταμάχητα. Πίσω του μπορούσε να δει μια τεράστια έκταση με τις φωτιές του στρατού μας να καίει αμυδρά στην ομίχλη. μπροστά του ήταν ομιχλώδες σκοτάδι. Όσο κι αν ο Ροστόφ κοίταζε σε αυτή την ομιχλώδη απόσταση, δεν είδε τίποτα: άλλοτε γίνονταν γκρι, άλλοτε κάτι φαινόταν μαύρο. τότε τα φώτα φάνηκαν να αναβοσβήνουν εκεί που έπρεπε να είναι ο εχθρός. τότε σκέφτηκε ότι έλαμπε μόνο στα μάτια του. Τα μάτια του έκλεισαν, και στη φαντασία του φαντάστηκε πρώτα τον κυρίαρχο, μετά τον Ντενίσοφ, μετά τις αναμνήσεις της Μόσχας, και πάλι βιαστικά άνοιξε τα μάτια του και κοντά του είδε το κεφάλι και τα αυτιά του αλόγου στο οποίο καθόταν, μερικές φορές τις μαύρες φιγούρες των ουσάρων όταν ήταν έξι βήματα μακριά τους έπεσα πάνω, και στο βάθος υπήρχε ακόμα το ίδιο ομιχλώδες σκοτάδι. "Από τι; Είναι πολύ πιθανό, σκέφτηκε ο Ροστόφ, ότι ο κυρίαρχος, έχοντας συναντήσει εμένα, θα δώσει εντολή, όπως κάθε αξιωματικός: θα πει: «Πήγαινε, μάθε τι υπάρχει εκεί». Πολλοί είπαν πώς, εντελώς τυχαία, αναγνώρισε κάποιον αξιωματικό και τον έφερε πιο κοντά του. Κι αν με έφερνε πιο κοντά του! Ω, πώς θα τον προστάτευα, πώς θα του έλεγα όλη την αλήθεια, πώς θα εξέθετε τους απατεώνες του» και ο Ροστόφ, για να φανταστεί ζωντανά την αγάπη και την αφοσίωσή του στον κυρίαρχο, φαντάστηκε έναν εχθρό ή απατεώνα του Γερμανού που απολάμβανε όχι μόνο σκότωσε, αλλά τον χτύπησε στα μάγουλα στα μάτια του κυρίαρχου. Ξαφνικά μια μακρινή κραυγή ξύπνησε το Ροστόφ. Ανατρίχιασε και άνοιξε τα μάτια του.
"Πού είμαι; Ναι, σε μια αλυσίδα: σύνθημα και κωδικός πρόσβασης – μπάρα έλξης, Olmütz. Τι κρίμα που αύριο η μοίρα μας θα είναι εφεδρεία... – σκέφτηκε. - Θα σας ζητήσω να εμπλακείτε. Αυτή μπορεί να είναι η μόνη ευκαιρία να δούμε τον κυρίαρχο. Ναι, δεν θα αργήσει η βάρδια. Θα ξαναγυρίσω και όταν επιστρέψω, θα πάω στον στρατηγό και θα τον ρωτήσω». Προσαρμόστηκε στη σέλα και κίνησε το άλογό του για άλλη μια φορά να κάνει βόλτα γύρω από τους ουσάρους του. Του φαινόταν ότι ήταν πιο φωτεινό. Στην αριστερή πλευρά φαινόταν μια ήπια φωτισμένη πλαγιά και ο απέναντι, μαύρος λόφος, που φαινόταν απότομος, σαν τοίχος. Σε αυτόν τον λόφο υπήρχε μια λευκή κηλίδα που ο Ροστόφ δεν μπορούσε να καταλάβει: ήταν ένα ξέφωτο στο δάσος, που φωτιζόταν από το φεγγάρι ή το υπόλοιπο χιόνι ή λευκά σπίτια; Του φάνηκε μάλιστα ότι εξαιτίας αυτού λευκή κηλίδακάτι ανακατεύτηκε. «Το χιόνι πρέπει να είναι ένα σημείο. spot – une tache», σκέφτηκε ο Ροστόφ. "Ορίστε…"
«Νατάσα, αδερφή, μαύρα μάτια. Πάνω... τάσκα (Θα εκπλαγεί όταν της πω πώς είδα τον κυρίαρχο!) Νατάσκα... πάρε τάσκα...» «Ισιώστε το, τιμή σας, αλλιώς υπάρχουν θάμνοι», είπε η φωνή ενός ουσάρ. , από τον οποίο περνούσε ο Ροστόφ, αποκοιμήθηκε. Ο Ροστόφ σήκωσε το κεφάλι του, που είχε ήδη πέσει στη χαίτη του αλόγου, και σταμάτησε δίπλα στον ουσάρ. Νέος ύπνος των παιδιώντον έκλινε ακαταμάχητα. «Ναι, εννοώ, τι σκεφτόμουν; - μην ξεχάσεις. Πώς θα μιλήσω στον κυρίαρχο; Όχι, δεν είναι αυτό - είναι αύριο. Ναι ναι! Πάνω στο αυτοκίνητο, πάτα... ηλίθιοι - ποιος; Γκουσάροφ. Και οι ουσάροι με τα μουστάκια... Αυτός ο ουσάρ με το μουστάκι έκανε ιππασία κατά μήκος της Τβέρσκαγια, τον σκέφτηκα κι εγώ, απέναντι από το ίδιο το σπίτι του Γκουρίεφ... Γέρο Γκουρίεφ... Ε, ένδοξο μικρό Ντενίσοφ! Ναι, όλα αυτά είναι ανοησίες. Το κυριότερο τώρα είναι ότι ο κυρίαρχος είναι εδώ. Ο τρόπος που με κοιτούσε, και ήθελα να του πω κάτι, αλλά δεν τολμούσε... Όχι, δεν το τόλμησα. Ναι, αυτό δεν είναι τίποτα, αλλά το κύριο πράγμα είναι να μην ξεχάσω ότι σκέφτηκα το σωστό, ναι. Στο - το αυτοκίνητο, είμαστε - ανόητοι, ναι, ναι, ναι. Αυτό είναι καλό". - Και πάλι έπεσε με το κεφάλι στο λαιμό του αλόγου. Ξαφνικά του φάνηκε ότι τον πυροβολούσαν. "Τι; Τι; Τι!... Ρουμπίνι! Τι;...» μίλησε ο Ροστόφ ξυπνώντας. Τη στιγμή που άνοιξε τα μάτια του, ο Ροστόφ άκουσε μπροστά του, εκεί που βρισκόταν ο εχθρός, τις τραβηγμένες κραυγές χιλίων φωνών. Τα άλογά του και ο ουσάρ που στεκόταν δίπλα του τρύπησαν τα αυτιά τους σε αυτές τις κραυγές. Στο μέρος από το οποίο ακούστηκαν οι κραυγές, ένα φως άναψε και έσβησε, μετά ένα άλλο, και σε όλη τη γραμμή των γαλλικών στρατευμάτων στο βουνό, τα φώτα άναψαν και οι κραυγές έγιναν όλο και πιο έντονες. Ο Ροστόφ άκουσε ήχους γαλλικές λέξεις, αλλά δεν μπόρεσε να τα ξεχωρίσει. Βούιζαν πάρα πολλές φωνές. Το μόνο που μπορούσες να ακούσεις ήταν: αχχχ! και ρρρρρ!
- Τι είναι αυτό; Τι νομίζετε; - Ο Ροστόφ γύρισε στον ουσάρ που στεκόταν δίπλα του. - Τελικά, αυτό είναι με τον εχθρό;
Ο ουσάρ δεν απάντησε.
- Λοιπόν, δεν ακούς; – Αφού περίμενα αρκετή ώρα για μια απάντηση, ρώτησε ξανά ο Ροστόφ.
«Ποιος ξέρει, τιμή σου», απάντησε απρόθυμα ο ουσάρ.
- Να υπάρχει εχθρός στην περιοχή; - επανέλαβε ξανά ο Ροστόφ.
«Μπορεί να είναι αυτός, ή μπορεί να είναι έτσι», είπε ο ουσάρ, «είναι νυχτερινό πράγμα». Καλά! σάλια! - φώναξε στο άλογό του, κινούμενος από κάτω του.
Το άλογο του Ροστόφ βιαζόταν επίσης, κλωτσούσε το παγωμένο έδαφος, άκουγε τους ήχους και κοιτούσε προσεκτικά τα φώτα. Οι κραυγές των φωνών γίνονταν όλο και πιο δυνατές και συγχωνεύτηκαν σε ένα γενικό βρυχηθμό που μπορούσε να παραχθεί μόνο από έναν στρατό πολλών χιλιάδων. Οι φωτιές εξαπλώνονται όλο και περισσότερο, πιθανότατα στη γραμμή του γαλλικού στρατοπέδου. Ο Ροστόφ δεν ήθελε πια να κοιμηθεί. Οι χαρούμενες, θριαμβευτικές κραυγές από τον εχθρικό στρατό είχαν μια συναρπαστική επίδραση πάνω του: Vive l"empereur, l"empereur! [Ζήτω ο Αυτοκράτορας, Αυτοκράτορα!] ακούστηκε πλέον καθαρά από τον Ροστόφ.
- Δεν είναι μακριά, πρέπει να είναι πέρα από το ρέμα; - είπε στον ουσάρ που στεκόταν δίπλα του.
Ο ουσάρ αναστέναξε μόνο, χωρίς να απαντήσει, και καθάρισε το λαιμό του θυμωμένος. Κατά μήκος της γραμμής των ουσάρων ακούστηκε ο αλήτης ενός αλόγου που έκανε ιππασία και από τη νυχτερινή ομίχλη εμφανίστηκε ξαφνικά η φιγούρα ενός υπαξιωματικού ουσάρ, που φαινόταν σαν ένας τεράστιος ελέφαντας.
- Τιμή σας, στρατηγοί! - είπε ο υπαξιωματικός, πλησιάζοντας το Ροστόφ.
Ο Ροστόφ, συνεχίζοντας να κοιτάζει πίσω στα φώτα και τις κραυγές, οδήγησε με τον υπαξιωματικό προς αρκετούς ιππείς που επέβαιναν κατά μήκος της γραμμής. Ο ένας ήταν πάνω σε ένα άσπρο άλογο. Ο πρίγκιπας Bagration με τον πρίγκιπα Dolgorukov και τους βοηθούς του πήγαν να δουν το παράξενο φαινόμενο των φώτων και των κραυγών στον εχθρικό στρατό. Ο Ροστόφ, έχοντας πλησιάσει τον Μπαγκράτιον, του ανέφερε και ενώθηκε με τους βοηθούς, ακούγοντας τι έλεγαν οι στρατηγοί.
«Πιστέψτε με», είπε ο πρίγκιπας Ντολγκορούκοφ, γυρίζοντας στον Μπαγκράτιον, «ότι αυτό δεν είναι τίποτα άλλο παρά ένα τέχνασμα: υποχώρησε και διέταξε την οπισθοφυλακή να ανάψει φωτιές και να κάνει θόρυβο για να μας εξαπατήσει».
«Δύσκολα», είπε ο Bagration, «τους είδα σε εκείνο το λόφο το βράδυ. Αν έφυγαν, έφυγαν από εκεί. Κύριε αξιωματικό», γύρισε ο πρίγκιπας Μπαγκράτιον στο Ροστόφ, «οι πλευρές του στέκονται ακόμα εκεί;»
«Είμαστε εκεί από το βράδυ, αλλά τώρα δεν ξέρω, Εξοχότατε». Παραγγείλετε, θα πάω με τους ουσάρους», είπε ο Ροστόφ.
Ο Bagration σταμάτησε και, χωρίς να απαντήσει, προσπάθησε να διακρίνει το πρόσωπο του Ροστόφ στην ομίχλη.
«Λοιπόν, κοίτα», είπε, μετά από μια σύντομη σιωπή.
- Ακούω s.
Ο Ροστόφ έδωσε σπιρούνια στο άλογό του, φώναξε τον υπαξιωματικό Fedchenka και δύο ακόμη ουσάρους, τους διέταξε να τον ακολουθήσουν και κατέβηκε το λόφο προς τις συνεχείς κραυγές. Ήταν τρομακτικό και διασκεδαστικό για τον Ροστόφ να οδηγεί μόνος του με τρεις ουσάρους εκεί, σε αυτή τη μυστηριώδη και επικίνδυνη ομιχλώδη απόσταση, όπου κανείς δεν είχε πάει πριν. Ο Μπαγκράτιον του φώναξε από το βουνό για να μην πάει πιο μακριά από το ρέμα, αλλά ο Ροστόφ προσποιήθηκε σαν να μην είχε ακούσει τα λόγια του και, χωρίς να σταματήσει, οδήγησε όλο και πιο μακριά, συνεχώς εξαπατημένος, παρερμηνεύοντας τους θάμνους με δέντρα και λακκούβες για τους ανθρώπους και εξηγώντας συνεχώς τις απάτες του. Κατεβαίνοντας το βουνό, δεν έβλεπε πλέον ούτε τα δικά μας ούτε τα πυρά του εχθρού, αλλά άκουγε τις κραυγές των Γάλλων πιο δυνατά και καθαρά. Στην κοιλότητα είδε μπροστά του κάτι σαν ποτάμι, αλλά όταν έφτασε, αναγνώρισε τον δρόμο που είχε περάσει. Έχοντας ιππεύσει στο δρόμο, χαλινάρισε το άλογό του, αναποφάσιστος: να το καβαλήσει κατά μήκος του, ή να το διασχίσει και να ανηφορίσει μέσα από ένα μαύρο πεδίο. Ήταν πιο ασφαλές να οδηγείς κατά μήκος του δρόμου που γινόταν πιο ελαφρύς στην ομίχλη, γιατί ήταν πιο εύκολο να δεις κόσμο. «Ακολούθησέ με», είπε, διέσχισε το δρόμο και άρχισε να καλπάζει στο βουνό, προς το μέρος όπου βρισκόταν από το βράδυ η γαλλική πικετοφορία.

Ο Robert Brown, διάσημος Βρετανός βοτανολόγος, γεννήθηκε στις 21 Δεκεμβρίου 1773 στην πόλη Montrose της Σκωτίας, σπούδασε στο Aberdeen και σπούδασε ιατρική και βοτανική στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Άννα Σμέλοβα

Χάρη στην επιμελή μελέτη των φυσικών επιστημών και τη φιλία του με τον βοτανολόγο Τζόζεφ Μπανκς, διορίστηκε βοτανολόγος σε μια αποστολή που στάλθηκε το 1801 για να εξερευνήσει τις ακτές της Αυστραλίας. Το 1805, ο Μπράουν επέστρεψε στην Αγγλία, φέρνοντας μαζί του είδη αυστραλιανών φυτών, πολλά πουλιά και ορυκτά, και στη συνέχεια δημοσίευσε τα έργα του για τον φυτικό κόσμο. Άννα Σμέλοβα

Μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου (από το 1810). Από το 1810 έως το 1820, ο Robert Brown ήταν υπεύθυνος της βιβλιοθήκης Linnean. Το 1820 έγινε βιβλιοθηκάριος και επιμελητής του βοτανικού τμήματος Βρετανικό Μουσείο, όπου μετά τον θάνατο του Μπανκς μεταφέρθηκαν οι συλλογές του τελευταίου. Χάρη σε αυτές τις συλλογές και τη βιβλιοθήκη και το πλήθος των φυτών από διάφορες χώρες με τις οποίες ήταν πάντα περιτριγυρισμένος, ο Μπράουν ήταν ο καλύτερος ειδικός στα φυτά. Άννα Σμέλοβα

Αυτό το φαινόμενο, που ανακαλύφθηκε από τον R. Brown το 1827 ενώ διεξήγαγε έρευνα για τη γύρη των φυτών, είναι η τυχαία κίνηση των μικροσκοπικών σωματιδίων (σωματίδια Μπράουν) στερεός(σωματίδια σκόνης, σωματίδια γύρης φυτών κ.λπ.) που προκαλούνται από τη θερμική κίνηση υγρών (ή αερίων) σωματιδίων. Η κίνηση Brown είναι συνέπεια και απόδειξη της ύπαρξης θερμικής κίνησης. Άννα Σμέλοβα

Κάποτε κοίταξε κάτω από ένα μικροσκόπιο επιμήκεις κυτταροπλασματικούς κόκκους που απομονώθηκαν από κύτταρα γύρης ενός φυτού της Βόρειας Αμερικής, αιωρούμενα στο νερό. Ξαφνικά ο Μπράουν είδε ότι οι μικρότεροι στερεοί κόκκοι, που μετά βίας φαινόταν σε μια σταγόνα νερού, έτρεμαν συνεχώς και κινούνταν από μέρος σε μέρος. Διαπίστωσε ότι αυτές οι κινήσεις, σύμφωνα με τα λόγια του, «δεν συνδέονται ούτε με ροές στο υγρό ούτε με τη σταδιακή εξάτμισή του, αλλά είναι εγγενείς στα ίδια τα σωματίδια». Άννα Σμέλοβα
Ο Μπράουν ήταν ο πρώτος που αναγνώρισε τον πυρήνα σε ένα φυτικό κύτταρο και δημοσίευσε αυτές τις πληροφορίες το 1831. Του έδωσε το όνομα «Nucleus», ή «Areola». Ο πρώτος όρος έγινε γενικά αποδεκτός και διατηρήθηκε μέχρι σήμερα, αλλά ο δεύτερος δεν χρησιμοποιήθηκε ευρέως και ξεχάστηκε. Είναι πολύ σημαντικό ότι ο Μπράουν επέμενε στη συνεχή παρουσία ενός πυρήνα σε όλα τα ζωντανά κύτταρα. Άννα Σμέλοβα

Ο Σκωτσέζος βοτανολόγος Ρόμπερτ Μπράουν (μερικές φορές το επώνυμό του μεταγράφεται ως Μπράουν) κατά τη διάρκεια της ζωής του, ως ο καλύτερος ειδικός στα φυτά, έλαβε τον τίτλο «Πρίγκιπας των Βοτανολόγων». Έκανε πολλές υπέροχες ανακαλύψεις. Το 1805, μετά από μια τετραετή αποστολή στην Αυστραλία, έφερε στην Αγγλία περίπου 4.000 είδη αυστραλιανών φυτών άγνωστα στους επιστήμονες και πέρασε πολλά χρόνια μελετώντας τα. Περιγράφονται φυτά που φέρθηκαν από την Ινδονησία και Κεντρική Αφρική. Σπούδασε φυσιολογία φυτών και για πρώτη φορά περιέγραψε λεπτομερώς τον πυρήνα ενός φυτικού κυττάρου. Η Ακαδημία Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης τον έκανε επίτιμο μέλος. Αλλά το όνομα του επιστήμονα είναι πλέον ευρέως γνωστό όχι λόγω αυτών των εργασιών.

Το 1827 ο Μπράουν διεξήγαγε έρευνα για τη γύρη των φυτών. Ενδιαφερόταν ιδιαίτερα για το πώς η γύρη συμμετέχει στη διαδικασία της γονιμοποίησης. Κάποτε κοίταξε κάτω από ένα μικροσκόπιο κύτταρα γύρης από φυτό της Βόρειας Αμερικής. Clarkia pulchella(όμορφα clarkia) επιμήκεις κυτταροπλασματικοί κόκκοι αιωρούμενοι στο νερό. Ξαφνικά ο Μπράουν είδε ότι οι μικρότεροι στερεοί κόκκοι, που μετά βίας φαινόταν σε μια σταγόνα νερού, έτρεμαν συνεχώς και κινούνταν από μέρος σε μέρος. Διαπίστωσε ότι αυτές οι κινήσεις, σύμφωνα με τα λόγια του, «δεν συνδέονται ούτε με ροές στο υγρό ούτε με τη σταδιακή εξάτμισή του, αλλά είναι εγγενείς στα ίδια τα σωματίδια».

Η παρατήρηση του Μπράουν επιβεβαιώθηκε από άλλους επιστήμονες. Τα μικρότερα σωματίδια συμπεριφέρονταν σαν να ήταν ζωντανά και ο «χορός» των σωματιδίων επιταχύνθηκε με την αύξηση της θερμοκρασίας και τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων και σαφώς επιβραδύνθηκε όταν αντικαθιστούσε το νερό με ένα πιο παχύρρευστο μέσο. Αυτό το εκπληκτικό φαινόμενο δεν σταμάτησε ποτέ: μπορούσε να παρατηρηθεί για όσο χρονικό διάστημα επιθυμείτε. Στην αρχή, ο Μπράουν πίστευε ακόμη ότι τα ζωντανά όντα έπεσαν στο πεδίο του μικροσκοπίου, ειδικά επειδή η γύρη είναι τα αρσενικά αναπαραγωγικά κύτταρα των φυτών, αλλά υπήρχαν και σωματίδια από νεκρά φυτά, ακόμη και από αυτά που είχαν αποξηρανθεί εκατό χρόνια νωρίτερα σε φυτά. Τότε ο Μπράουν σκέφτηκε αν αυτά ήταν «στοιχειώδη μόρια ζωντανών όντων», για τα οποία μίλησε ο διάσημος Γάλλος φυσιοδίφης Ζορζ Μπουφόν (1707–1788), συγγραφέας ενός βιβλίου 36 τόμων. Φυσική ιστορία. Αυτή η υπόθεση χάθηκε όταν ο Μπράουν άρχισε να εξετάζει προφανώς άψυχα αντικείμενα. Στην αρχή ήταν πολύ μικρά σωματίδια άνθρακα, καθώς και αιθάλη και σκόνη από τον αέρα του Λονδίνου, στη συνέχεια λεπτοαλεσμένες ανόργανες ουσίες: γυαλί, πολλά διαφορετικά ορυκτά. «Ενεργά μόρια» υπήρχαν παντού: «Σε κάθε ορυκτό», έγραψε ο Μπράουν, «το οποίο κατάφερα να κονιοποιήσω σε τέτοιο βαθμό ώστε να μπορεί να αιωρηθεί στο νερό για κάποιο χρονικό διάστημα, βρήκα, σε μεγαλύτερες ή μικρότερες ποσότητες, αυτά τα μόρια ."

Πρέπει να πούμε ότι ο Μπράουν δεν διέθετε κανένα από τα πιο πρόσφατα μικροσκόπια. Στο άρθρο του τονίζει συγκεκριμένα ότι είχε συνηθισμένους αμφίκυρτους φακούς, τους οποίους χρησιμοποιούσε για αρκετά χρόνια. Και συνεχίζει λέγοντας: «Σε όλη τη διάρκεια της μελέτης συνέχισα να χρησιμοποιώ τους ίδιους φακούς με τους οποίους ξεκίνησα τη δουλειά, προκειμένου να δώσω μεγαλύτερη αξιοπιστία στις δηλώσεις μου και να τις κάνω όσο το δυνατόν πιο προσιτές στις συνηθισμένες παρατηρήσεις».

Τώρα, για να επαναλάβουμε την παρατήρηση του Μπράουν, αρκεί να έχουμε ένα όχι πολύ δυνατό μικροσκόπιο και να το χρησιμοποιήσουμε για να εξετάσουμε τον καπνό σε ένα μαυρισμένο κουτί, που φωτίζεται μέσα από μια πλευρική οπή με μια δέσμη έντονου φωτός. Σε ένα αέριο, το φαινόμενο εκδηλώνεται πολύ πιο καθαρά από ό,τι σε ένα υγρό: μικρά κομμάτια στάχτης ή αιθάλης (ανάλογα με την πηγή του καπνού) είναι ορατά, σκορπίζουν φως και πηδούν συνεχώς μπρος-πίσω.

Όπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, πολλά χρόνια αργότερα οι ιστορικοί ανακάλυψαν ότι το 1670, ο εφευρέτης του μικροσκοπίου, ο Ολλανδός Antonie Leeuwenhoek, παρατήρησε προφανώς ένα παρόμοιο φαινόμενο, αλλά τη σπανιότητα και την ατέλεια των μικροσκοπίων, την εμβρυϊκή κατάσταση της μοριακής επιστήμης εκείνη την εποχή δεν τράβηξε την προσοχή στην παρατήρηση του Leeuwenhoek, επομένως η ανακάλυψη αποδίδεται δικαίως στον Brown, ο οποίος ήταν ο πρώτος που τη μελέτησε και την περιέγραψε λεπτομερώς.

Κίνηση Brown και ατομική-μοριακή θεωρία.

Το φαινόμενο που παρατήρησε ο Μπράουν έγινε γρήγορα ευρέως γνωστό. Ο ίδιος έδειξε τα πειράματά του σε πολλούς συναδέλφους (ο Μπράουν απαριθμεί δύο δωδεκάδες ονόματα). Εξήγησέ το όμως μυστηριώδες φαινόμενο, που ονομάστηκε «κίνημα Μπράουν», δεν ήταν δυνατό ούτε από τον ίδιο τον Μπράουν ούτε από πολλούς άλλους επιστήμονες για πολλά χρόνια. Οι κινήσεις των σωματιδίων ήταν εντελώς τυχαίες: σκίτσα των θέσεων τους που έγιναν σε διαφορετικά χρονικά σημεία (για παράδειγμα, κάθε λεπτό) δεν επέτρεψαν με την πρώτη ματιά να βρεθεί οποιοδήποτε σχέδιο σε αυτές τις κινήσεις.

Μια εξήγηση της κίνησης Brown (όπως ονομάστηκε αυτό το φαινόμενο) από την κίνηση των αόρατων μορίων δόθηκε μόνο στο τελευταίο τέταρτο του 19ου αιώνα, αλλά δεν έγινε αμέσως αποδεκτή από όλους τους επιστήμονες. Το 1863 δάσκαλος περιγραφική γεωμετρίααπό την Καρλσρούη (Γερμανία), ο Ludwig Christian Wiener (1826–1896) πρότεινε ότι το φαινόμενο συνδέθηκε με τις δονητικές κινήσεις αόρατων ατόμων. Αυτή ήταν η πρώτη, αν και πολύ μακριά από τη σύγχρονη, εξήγηση της κίνησης Brown από τις ιδιότητες των ίδιων των ατόμων και των μορίων. Είναι σημαντικό ότι ο Wiener είδε την ευκαιρία να χρησιμοποιήσει αυτό το φαινόμενο για να διεισδύσει στα μυστικά της δομής της ύλης. Ήταν ο πρώτος που προσπάθησε να μετρήσει την ταχύτητα κίνησης των σωματιδίων Brown και την εξάρτησή της από το μέγεθός τους. Είναι περίεργο ότι το 1921 Εκθέσεις της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑΔημοσιεύτηκε ένα έργο σχετικά με την κίνηση Brown ενός άλλου Wiener - του Norbert, του διάσημου ιδρυτή της κυβερνητικής.

Οι ιδέες του L.K Wiener έγιναν αποδεκτές και αναπτύχθηκαν από αρκετούς επιστήμονες - ο Sigmund Exner στην Αυστρία (και 33 χρόνια αργότερα - ο γιος του Felix), ο Giovanni Cantoni στην Ιταλία, ο Karl Wilhelm Negeli στη Γερμανία, ο Louis Georges Gouy στη Γαλλία, τρεις Βέλγοι ιερείς. - Ιησουίτες Carbonelli, Delso και Tirion και άλλοι. Μεταξύ αυτών των επιστημόνων ήταν και ο μετέπειτα διάσημος Άγγλος φυσικός και χημικός William Ramsay. Σταδιακά έγινε σαφές ότι οι μικρότεροι κόκκοι ύλης χτυπιούνταν από όλες τις πλευρές από ακόμη μικρότερα σωματίδια, τα οποία δεν ήταν πλέον ορατά με μικροσκόπιο - όπως τα κύματα που λικνίζουν ένα μακρινό σκάφος δεν είναι ορατά από την ακτή, ενώ οι κινήσεις του σκάφους είναι ορατά αρκετά καθαρά. Όπως έγραφαν σε ένα από τα άρθρα του 1877, «...ο νόμος μεγάλοι αριθμοίδεν μειώνει τώρα την επίδραση των συγκρούσεων σε μια μέση ομοιόμορφη πίεση, το αποτέλεσμα τους δεν θα είναι πλέον ίσο με το μηδέν, αλλά θα αλλάζει συνεχώς την κατεύθυνση και το μέγεθός τους».

Ποιοτικά, η εικόνα ήταν αρκετά εύλογη και ακόμη και οπτική. Ένα μικρό κλαδάκι ή ένα ζωύφιο πρέπει να κινείται με τον ίδιο περίπου τρόπο, να σπρώχνεται (ή να τραβιέται) σε διαφορετικές κατευθύνσεις από πολλά μυρμήγκια. Αυτά τα μικρότερα σωματίδια ήταν στην πραγματικότητα στο λεξιλόγιο των επιστημόνων, αλλά κανείς δεν τα είχε δει ποτέ. Ονομάζονταν μόρια. Μετάφραση από τα λατινικά, αυτή η λέξη σημαίνει «μικρή μάζα». Παραδόξως, αυτή ακριβώς είναι η εξήγηση που δίνει σε ένα παρόμοιο φαινόμενο ο Ρωμαίος φιλόσοφος Titus Lucretius Carus (περίπου 99–55 π.Χ.) στο διάσημο ποίημά του Σχετικά με τη φύση των πραγμάτων. Σε αυτό, αποκαλεί τα μικρότερα σωματίδια αόρατα στο μάτι «πρωταρχικές αρχές» των πραγμάτων.

Οι αρχές των πραγμάτων κινούνται πρώτα μόνες τους,
Ακολουθούν σώματα από τον μικρότερο συνδυασμό τους,
Κοντά, σαν να λέγαμε, σε ισχύ στις πρωταρχικές αρχές,
Κρυμμένοι από αυτούς, δεχόμενοι σοκ, αρχίζουν να αγωνίζονται,
Οι ίδιοι να κινούνται, ενθαρρύνοντας στη συνέχεια μεγαλύτερα σώματα.
Ξεκινώντας λοιπόν από την αρχή η κίνηση σιγά σιγά
Αγγίζει τα συναισθήματά μας και γίνεται επίσης ορατό
Σε εμάς και στους κόκκους της σκόνης που κινούνται στο φως του ήλιου,
Αν και οι δονήσεις από τις οποίες εμφανίζεται είναι ανεπαίσθητες...

Στη συνέχεια, αποδείχθηκε ότι ο Λουκρήτιος έκανε λάθος: είναι αδύνατο να παρατηρήσουμε την κίνηση Brown με γυμνό μάτι και τα σωματίδια σκόνης σε μια ηλιακή ακτίνα που διείσδυσε σε σκοτεινό δωμάτιο, «χορός» λόγω των στροβιλιστικών κινήσεων του αέρα. Αλλά εξωτερικά και τα δύο φαινόμενα έχουν κάποιες ομοιότητες. Και μόνο τον 19ο αιώνα. Έγινε προφανές σε πολλούς επιστήμονες ότι η κίνηση των σωματιδίων Brown προκαλείται από τυχαίες κρούσεις των μορίων του μέσου. Τα κινούμενα μόρια συγκρούονται με σωματίδια σκόνης και άλλα στερεά σωματίδια που βρίσκονται στο νερό. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο γρήγορη είναι η κίνηση. Εάν ένα κομμάτι σκόνης είναι μεγάλο, για παράδειγμα, έχει μέγεθος 0,1 mm (η διάμετρος είναι ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη από αυτή ενός μορίου νερού), τότε πολλές ταυτόχρονες κρούσεις σε αυτό από όλες τις πλευρές είναι αμοιβαία ισορροπημένες και πρακτικά δεν το κάνει. «Νιώσε» τα - περίπου το ίδιο με ένα κομμάτι ξύλου στο μέγεθος ενός πιάτου δεν θα «νιώσει» τις προσπάθειες πολλών μυρμηγκιών που θα το τραβήξουν ή θα το σπρώξουν σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Εάν το σωματίδιο της σκόνης είναι σχετικά μικρό, θα κινηθεί προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση υπό την επίδραση κρούσεων από τα γύρω μόρια.

Τα σωματίδια Brownian έχουν μέγεθος της τάξης των 0,1–1 μm, δηλ. από το ένα χιλιοστό έως το ένα δέκατο χιλιοστό του χιλιοστού, γι' αυτό ο Μπράουν μπόρεσε να διακρίνει την κίνησή τους επειδή κοίταζε μικροσκοπικούς κυτταροπλασματικούς κόκκους και όχι την ίδια τη γύρη (για την οποία συχνά γράφεται λανθασμένα). Το πρόβλημα είναι ότι τα κύτταρα γύρης είναι πολύ μεγάλα. Έτσι, στη γύρη του λιβαδιού, που μεταφέρεται από τον άνεμο και προκαλεί αλλεργικές ασθένειες στον άνθρωπο (πυρετός εκ χόρτου), το μέγεθος των κυττάρων είναι συνήθως της τάξης των 20 - 50 microns, δηλ. είναι πολύ μεγάλα για να παρατηρήσουν την κίνηση Brown. Είναι επίσης σημαντικό να σημειωθεί ότι μεμονωμένες κινήσεις ενός σωματιδίου Brown συμβαίνουν πολύ συχνά και σε πολύ μικρές αποστάσεις, έτσι ώστε να είναι αδύνατο να τις δούμε, αλλά κάτω από ένα μικροσκόπιο, κινήσεις που έχουν συμβεί σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο είναι ορατές.

Φαίνεται ότι το ίδιο το γεγονός της ύπαρξης της κίνησης Brown απέδειξε ξεκάθαρα τη μοριακή δομή της ύλης, αλλά ακόμη και στις αρχές του 20ου αιώνα. Υπήρχαν επιστήμονες, συμπεριλαμβανομένων φυσικών και χημικών, που δεν πίστευαν στην ύπαρξη μορίων. Η ατομική-μοριακή θεωρία μόνο αργά και με δυσκολία κέρδισε την αναγνώριση. Έτσι, ο κορυφαίος Γάλλος οργανικός χημικός Marcelin Berthelot (1827–1907) έγραψε: «Η έννοια ενός μορίου, από τη σκοπιά της γνώσης μας, είναι αβέβαιη, ενώ μια άλλη έννοια - ένα άτομο - είναι καθαρά υποθετική». Ο διάσημος Γάλλος χημικός A. Saint-Clair Deville (1818–1881) μίλησε ακόμη πιο ξεκάθαρα: «Δεν αποδέχομαι το νόμο του Avogadro, ούτε ένα άτομο, ούτε ένα μόριο, γιατί αρνούμαι να πιστέψω σε αυτό που ούτε μπορώ να δω ούτε να παρατηρήσω. ” Και ο Γερμανός φυσικοχημικός Wilhelm Ostwald (1853–1932), βραβευμένος βραβείο Νόμπελ, ένας από τους ιδρυτές φυσική χημεία, στις αρχές του 20ου αιώνα. αρνήθηκε κατηγορηματικά την ύπαρξη ατόμων. Κατάφερε να γράψει ένα τρίτομο εγχειρίδιο χημείας στο οποίο η λέξη «άτομο» δεν αναφέρεται ποτέ καν. Μιλώντας στις 19 Απριλίου 1904, με μια μεγάλη έκθεση στο Βασιλικό Ίδρυμα στα μέλη της Αγγλικής Χημικής Εταιρείας, ο Ostwald προσπάθησε να αποδείξει ότι τα άτομα δεν υπάρχουν και «αυτό που ονομάζουμε ύλη είναι μόνο μια συλλογή ενεργειών που συλλέγονται μαζί σε ένα δεδομένο θέση."

Αλλά ακόμη και εκείνοι οι φυσικοί που αποδέχονταν τη μοριακή θεωρία δεν μπορούσαν να πιστέψουν ότι κάτι τέτοιο με απλό τρόποαποδεικνύεται η εγκυρότητα του ατομικού-μοριακού δόγματος, επομένως μια μεγάλη ποικιλία από εναλλακτικούς λόγουςνα εξηγήσει το φαινόμενο. Και αυτό είναι απολύτως σύμφωνα με το πνεύμα της επιστήμης: μέχρι να εντοπιστεί με σαφήνεια η αιτία ενός φαινομένου, είναι δυνατό (και ακόμη και απαραίτητο) να υποθέσουμε διάφορες υποθέσεις, οι οποίες θα πρέπει, αν είναι δυνατόν, να ελεγχθούν πειραματικά ή θεωρητικά. Έτσι, πίσω στο 1905 Εγκυκλοπαιδικό ΛεξικόΟι Brockhaus and Efron δημοσίευσαν ένα σύντομο άρθρο του καθηγητή φυσικής της Αγίας Πετρούπολης N.A. Gezehus, δασκάλου του διάσημου ακαδημαϊκού A.F. Ioffe. Ο Gesehus έγραψε ότι, σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, η κίνηση Brown προκαλείται από «ακτίνες φωτός ή θερμότητας που περνούν μέσα από ένα υγρό» και καταλήγει σε «απλές ροές μέσα στο υγρό που δεν έχουν καμία σχέση με τις κινήσεις των μορίων» και αυτές οι ροές μπορεί να προκληθεί από «εξάτμιση, διάχυση και άλλους λόγους». Άλλωστε, ήταν ήδη γνωστό ότι μια πολύ παρόμοια κίνηση σωματιδίων σκόνης στον αέρα προκαλείται ακριβώς από ροές δίνης. Αλλά η εξήγηση που έδωσε ο Gesehus θα μπορούσε εύκολα να διαψευσθεί πειραματικά: αν κοιτάξετε δύο σωματίδια Brownian που βρίσκονται πολύ κοντά το ένα στο άλλο μέσω ενός ισχυρού μικροσκοπίου, οι κινήσεις τους θα αποδειχθούν εντελώς ανεξάρτητες. Εάν αυτές οι κινήσεις προκλήθηκαν από οποιεσδήποτε ροές στο υγρό, τότε τέτοια γειτονικά σωματίδια θα κινούνταν συντονισμένα.

Θεωρία της κίνησης Brown.

Στις αρχές του 20ου αιώνα. Οι περισσότεροι επιστήμονες κατανόησαν τη μοριακή φύση της κίνησης Brown. Αλλά όλες οι εξηγήσεις παρέμειναν καθαρά ποιοτικές, καμία ποσοτική θεωρία δεν μπορούσε να αντέξει σε πειραματικό έλεγχο. Επιπλέον, τα ίδια τα πειραματικά αποτελέσματα ήταν ασαφή: το φανταστικό θέαμα των ασταμάτητα ορμητικών σωματιδίων υπνώτισε τους πειραματιστές και δεν γνώριζαν ακριβώς ποια χαρακτηριστικά του φαινομένου έπρεπε να μετρηθούν.

Παρά τη φαινομενική πλήρη διαταραχή, ήταν ακόμα δυνατό να περιγραφούν οι τυχαίες κινήσεις των σωματιδίων Brown με μια μαθηματική σχέση. Για πρώτη φορά, μια αυστηρή εξήγηση της κίνησης Brown δόθηκε το 1904 από τον Πολωνό φυσικό Marian Smoluchowski (1872–1917), ο οποίος εκείνα τα χρόνια εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο του Lviv. Ταυτόχρονα, η θεωρία αυτού του φαινομένου αναπτύχθηκε από τον Albert Einstein (1879–1955), έναν ελάχιστα γνωστό τότε εμπειρογνώμονα 2ης κατηγορίας στο Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας της ελβετικής πόλης της Βέρνης. Το άρθρο του, που δημοσιεύτηκε τον Μάιο του 1905 στο γερμανικό περιοδικό Annalen der Physik, είχε τον τίτλο Σχετικά με την κίνηση των σωματιδίων που αιωρούνται σε ένα ρευστό σε ηρεμία, που απαιτείται από τη μοριακή κινητική θεωρία της θερμότητας. Με αυτό το όνομα, ο Αϊνστάιν ήθελε να δείξει ότι η μοριακή κινητική θεωρία της δομής της ύλης υπονοεί απαραίτητα την ύπαρξη τυχαίας κίνησης των μικρότερων στερεών σωματιδίων στα υγρά.

Είναι περίεργο ότι στην αρχή αυτού του άρθρου, ο Αϊνστάιν γράφει ότι είναι εξοικειωμένος με το ίδιο το φαινόμενο, αν και επιφανειακά: «Είναι πιθανό οι εν λόγω κινήσεις να είναι ταυτόσημες με τη λεγόμενη μοριακή κίνηση Brown, αλλά τα διαθέσιμα δεδομένα Για μένα σχετικά με τα τελευταία είναι τόσο ανακριβή που δεν μπορούσα να διατυπώσω μια συγκεκριμένη άποψη». Και δεκαετίες αργότερα, ήδη στα τέλη της ζωής του, ο Αϊνστάιν έγραψε κάτι διαφορετικό στα απομνημονεύματά του - ότι δεν ήξερε καθόλου για την κίνηση Brown και στην πραγματικότητα την «ανακάλυψε ξανά» καθαρά θεωρητικά: «Μη γνωρίζοντας ότι οι παρατηρήσεις της «κίνησης Brown» ήταν από καιρό Όπως είναι γνωστό, ανακάλυψα ότι η ατομική θεωρία οδηγεί στην ύπαρξη παρατηρήσιμης κίνησης μικροσκοπικών αιωρούμενων σωματιδίων Όπως και να έχει, το θεωρητικό άρθρο του Αϊνστάιν τελείωσε με μια άμεση έκκληση στους πειραματιστές να δοκιμάσουν τα συμπεράσματά του πειραματικά: «Αν κάποιος ερευνητής μπορούσε να απαντήσει σύντομα. ερωτήματα που τίθενται εδώ». – τελειώνει το άρθρο του με ένα τόσο ασυνήθιστο επιφώνημα.

Η απάντηση στην παθιασμένη έκκληση του Αϊνστάιν δεν άργησε να έρθει.

Σύμφωνα με τη θεωρία Smoluchowski-Einstein, η μέση τιμή της τετραγωνικής μετατόπισης ενός σωματιδίου Brown ( μικρό 2) για το χρόνο tευθέως ανάλογη της θερμοκρασίας Τκαι αντιστρόφως ανάλογο με το ιξώδες του υγρού h, μέγεθος σωματιδίων rκαι η σταθερά του Avogadro

ΝΕΝΑ: μικρό 2 = 2RTt/6ph rNΕΝΑ,

Οπου R– σταθερά αερίου. Έτσι, εάν σε 1 λεπτό ένα σωματίδιο με διάμετρο 1 μm κινείται κατά 10 μm, τότε σε 9 λεπτά - κατά 10 = 30 μm, σε 25 λεπτά - κατά 10 = 50 μm, κ.λπ. Κάτω από παρόμοιες συνθήκες, ένα σωματίδιο με διάμετρο 0,25 μm για τις ίδιες χρονικές περιόδους (1, 9 και 25 λεπτά) θα κινηθεί κατά 20, 60 και 100 μm, αντίστοιχα, αφού = 2. Είναι σημαντικό ο παραπάνω τύπος να περιλαμβάνει Η σταθερά του Avogadro, η οποία επομένως, μπορεί να προσδιοριστεί με ποσοτικές μετρήσεις της κίνησης ενός σωματιδίου Brown, που έγινε από τον Γάλλο φυσικό Jean Baptiste Perrin (1870–1942).

Το 1908, ο Perrin άρχισε ποσοτικές παρατηρήσεις της κίνησης των σωματιδίων Brown στο μικροσκόπιο. Χρησιμοποίησε ένα υπερμικροσκόπιο, που εφευρέθηκε το 1902, το οποίο επέτρεψε την ανίχνευση των μικρότερων σωματιδίων διαχέοντας φως πάνω τους από έναν ισχυρό πλευρικό φωτιστή. Ο Perrin έλαβε μικροσκοπικές μπάλες σχεδόν σφαιρικού σχήματος και περίπου ίδιου μεγέθους από το gummigut - τον συμπυκνωμένο χυμό ορισμένων τροπικών δέντρων (χρησιμοποιείται επίσης ως κίτρινο ακουαρέλα). Αυτά τα μικροσκοπικά σφαιρίδια εναιωρήθηκαν σε γλυκερίνη που περιείχε 12% νερό. το παχύρρευστο υγρό εμπόδιζε την εμφάνιση εσωτερικών ροών σε αυτό που θα θόλωναν την εικόνα. Οπλισμένος με ένα χρονόμετρο, ο Perrin σημείωσε και στη συνέχεια σκιαγράφησε (φυσικά, σε πολύ μεγεθυμένη κλίμακα) σε ένα γραφικό φύλλο χαρτιού τη θέση των σωματιδίων σε τακτά χρονικά διαστήματα, για παράδειγμα, κάθε μισό λεπτό. Συνδέοντας τα σημεία που προέκυψαν με ευθείες γραμμές, απέκτησε περίπλοκες τροχιές, μερικές από αυτές φαίνονται στο σχήμα (προέρχονται από το βιβλίο του Perrin Άτομα, που εκδόθηκε το 1920 στο Παρίσι). Μια τέτοια χαοτική, άτακτη κίνηση των σωματιδίων οδηγεί στο γεγονός ότι κινούνται στο χώρο αρκετά αργά: το άθροισμα των τμημάτων είναι πολύ μεγαλύτερο από τη μετατόπιση του σωματιδίου από το πρώτο σημείο στο τελευταίο.

Διαδοχικές θέσεις κάθε 30 δευτερόλεπτα τριών σωματιδίων Brownian - μπάλες τσίχλας με μέγεθος περίπου 1 micron. Ένα κελί αντιστοιχεί σε απόσταση 3 μm. Εάν ο Perrin μπορούσε να προσδιορίσει τη θέση των σωματιδίων Brown όχι μετά από 30, αλλά μετά από 3 δευτερόλεπτα, τότε οι ευθείες γραμμές μεταξύ κάθε γειτονικού σημείου θα μετατρέπονταν στο ίδιο σύνθετο ζιγκ-ζαγκ σπασμένη γραμμή, μόνο σε μικρότερη κλίμακα.

Χρησιμοποιώντας τον θεωρητικό τύπο και τα αποτελέσματά του, ο Perrin έλαβε μια τιμή για τον αριθμό του Avogadro που ήταν αρκετά ακριβής για εκείνη την εποχή: 6,8 . 10 23 . Ο Perrin χρησιμοποίησε επίσης ένα μικροσκόπιο για να μελετήσει την κατακόρυφη κατανομή των σωματιδίων Brown ( εκ. ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ AVOGADRO) και έδειξε ότι, παρά τη δράση της βαρύτητας, παραμένουν αιωρούμενα σε διάλυμα. Ο Perrin έχει και άλλα σημαντικά έργα. Το 1895 απέδειξε ότι οι καθοδικές ακτίνες είναι αρνητικές ηλεκτρικά φορτία(ηλεκτρόνια), το 1901 πρότεινε για πρώτη φορά ένα πλανητικό μοντέλο του ατόμου. Το 1926 τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής.

Τα αποτελέσματα που έλαβε ο Perrin επιβεβαίωσαν τα θεωρητικά συμπεράσματα του Αϊνστάιν. Έκανε έντονη εντύπωση. Όπως έγραψε ο Αμερικανός φυσικός A. Pais πολλά χρόνια αργότερα, «δεν παύεις ποτέ να εκπλήσσεσαι με αυτό το αποτέλεσμα, που προκύπτει με έναν τόσο απλό τρόπο: αρκεί να ετοιμάσεις ένα εναιώρημα από μπάλες, το μέγεθος των οποίων είναι μεγάλο σε σύγκριση με το μέγεθος. από απλά μόρια, πάρτε ένα χρονόμετρο και ένα μικροσκόπιο και μπορείτε να προσδιορίσετε τη σταθερά του Avogadro!». Κάποιος μπορεί να εκπλαγεί από ένα άλλο πράγμα: ακόμα μέσα επιστημονικά περιοδικά(Nature, Science, Journal of Chemical Education) περιγραφές νέων πειραμάτων για την κίνηση Brown εμφανίζονται κατά καιρούς! Μετά τη δημοσίευση των αποτελεσμάτων του Perrin, ο Ostwald, πρώην αντίπαλος του ατομισμού, παραδέχτηκε ότι «η σύμπτωση της κίνησης Brown με τις απαιτήσεις της κινητικής υπόθεσης... δίνει τώρα στον πιο προσεκτικό επιστήμονα το δικαίωμα να μιλήσει για πειραματική απόδειξη της ατομικής θεωρίας της ύλης. Έτσι, η ατομική θεωρία έχει ανυψωθεί στην τάξη μιας επιστημονικής, καλά θεμελιωμένης θεωρίας». Τον απηχεί ο Γάλλος μαθηματικός και φυσικός Ανρί Πουανκαρέ: «Ο λαμπρός προσδιορισμός του αριθμού των ατόμων από τον Περέν ολοκλήρωσε τον θρίαμβο του ατομισμού... Το άτομο των χημικών έχει πλέον γίνει πραγματικότητα».

Brownian κίνηση και διάχυση.

Η κίνηση των σωματιδίων Brown μοιάζει πολύ στην εμφάνιση με την κίνηση μεμονωμένων μορίων ως αποτέλεσμα της θερμικής τους κίνησης. Αυτή η κίνηση ονομάζεται διάχυση. Ακόμη και πριν από το έργο του Smoluchowski και του Einstein, οι νόμοι της μοριακής κίνησης απλή υπόθεσηαέρια κατάσταση μιας ουσίας. Αποδείχθηκε ότι τα μόρια στα αέρια κινούνται πολύ γρήγορα - με την ταχύτητα μιας σφαίρας, αλλά δεν μπορούν να πετάξουν μακριά, καθώς πολύ συχνά συγκρούονται με άλλα μόρια. Για παράδειγμα, τα μόρια οξυγόνου και αζώτου στον αέρα, που κινούνται με μέση ταχύτητα περίπου 500 m/s, αντιμετωπίζουν περισσότερες από ένα δισεκατομμύριο συγκρούσεις κάθε δευτερόλεπτο. Επομένως, η διαδρομή του μορίου, αν μπορούσε να ακολουθηθεί, θα ήταν μια πολύπλοκη διακεκομμένη γραμμή. Τα σωματίδια Brown περιγράφουν επίσης μια παρόμοια τροχιά εάν η θέση τους καταγράφεται σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Τόσο η διάχυση όσο και η κίνηση Brown είναι συνέπεια της χαοτικής θερμικής κίνησης των μορίων και επομένως περιγράφονται από παρόμοιες μαθηματικές σχέσεις. Η διαφορά είναι ότι τα μόρια στα αέρια κινούνται σε ευθεία γραμμή μέχρι να συγκρουστούν με άλλα μόρια, μετά από την οποία αλλάζουν κατεύθυνση. Ένα σωματίδιο Brown, σε αντίθεση με ένα μόριο, δεν εκτελεί «ελεύθερες πτήσεις», αλλά βιώνει πολύ συχνά μικρές και ακανόνιστες «τρεμούλες», με αποτέλεσμα να μετατοπίζεται χαοτικά προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση. Οι υπολογισμοί έχουν δείξει ότι για ένα σωματίδιο μεγέθους 0,1 microns, μια κίνηση συμβαίνει σε τρία δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου σε απόσταση μόνο 0,5 nm (1 nm = 0,001 microns). Όπως εύστοχα το θέτει ένας συγγραφέας, αυτό θυμίζει τη μετακίνηση ενός άδειου κουτιού μπύρας σε μια πλατεία όπου έχει συγκεντρωθεί πλήθος κόσμου.

Η διάχυση είναι πολύ πιο εύκολο να παρατηρηθεί από την κίνηση Brown, καθώς δεν απαιτεί μικροσκόπιο: οι κινήσεις δεν παρατηρούνται μεμονωμένων σωματιδίων, αλλά της τεράστιας μάζας τους, απλά πρέπει να διασφαλίσετε ότι η διάχυση δεν υπερτίθεται από τη μεταφορά - ανάμειξη της ύλης ως αποτέλεσμα των ροών στροβιλισμού (τέτοιες ροές είναι εύκολο να παρατηρηθούν, τοποθετώντας μια σταγόνα έγχρωμου διαλύματος, όπως μελάνι, σε ένα ποτήρι ζεστό νερό).

Η διάχυση είναι βολικό να παρατηρείται σε παχιά πηκτώματα. Ένα τέτοιο τζελ μπορεί να παρασκευαστεί, για παράδειγμα, σε ένα βάζο πενικιλίνης παρασκευάζοντας ένα διάλυμα ζελατίνης 4-5% σε αυτό. Η ζελατίνη πρέπει πρώτα να φουσκώσει για αρκετές ώρες και στη συνέχεια διαλύεται πλήρως με ανάδευση κατεβάζοντας το βάζο σε ζεστό νερό. Μετά την ψύξη, λαμβάνεται ένα μη ρέον πήκτωμα με τη μορφή μιας διαφανούς, ελαφρώς θολής μάζας. Εάν, χρησιμοποιώντας αιχμηρά τσιμπιδάκια, εισάγετε προσεκτικά έναν μικρό κρύσταλλο υπερμαγγανικού καλίου («υπερμαγγανικό κάλιο») στο κέντρο αυτής της μάζας, ο κρύσταλλος θα παραμείνει κρεμασμένος στο σημείο που έμεινε, καθώς το τζελ εμποδίζει την πτώση του. Μέσα σε λίγα λεπτά, ένας έγχρωμος κρύσταλλος θα αρχίσει να αναπτύσσεται γύρω από τον κρύσταλλο. μωβμπάλα, με την πάροδο του χρόνου γίνεται όλο και μεγαλύτερη μέχρι τα τοιχώματα του βάζου να παραμορφώσουν το σχήμα της. Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας ένα κρύσταλλο θειικός χαλκός, μόνο σε αυτή την περίπτωση η μπάλα δεν θα βγει μοβ, αλλά μπλε.

Είναι ξεκάθαρο γιατί βγήκε η μπάλα: Τα ιόντα MnO 4 - σχηματίζονται όταν διαλύεται ο κρύσταλλος, μπαίνουν σε διάλυμα (το πήκτωμα είναι κυρίως νερό) και, ως αποτέλεσμα της διάχυσης, κινούνται ομοιόμορφα προς όλες τις κατευθύνσεις, ενώ η βαρύτητα δεν έχει ουσιαστικά καμία επίδραση στο ρυθμός διάχυσης. Η διάχυση στο υγρό είναι πολύ αργή: θα χρειαστούν πολλές ώρες για να μεγαλώσει η μπάλα αρκετά εκατοστά. Στα αέρια, η διάχυση είναι πολύ πιο γρήγορη, αλλά παρόλα αυτά, αν ο αέρας δεν αναμειγνυόταν, η μυρωδιά του αρώματος ή της αμμωνίας θα εξαπλωνόταν στο δωμάτιο για ώρες.

Θεωρία κίνησης Brown: τυχαίοι περίπατοι.

Η θεωρία Smoluchowski-Einstein εξηγεί τους νόμους τόσο της διάχυσης όσο και της κίνησης Brown. Μπορούμε να εξετάσουμε αυτά τα μοτίβα χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της διάχυσης. Αν η ταχύτητα του μορίου είναι u, τότε, κινούμενος σε ευθεία γραμμή, στο χρόνο tθα πάει την απόσταση μεγάλο = ut, αλλά λόγω συγκρούσεων με άλλα μόρια, το μόριο αυτό δεν κινείται σε ευθεία γραμμή, αλλά αλλάζει συνεχώς την κατεύθυνση της κίνησής του. Εάν ήταν δυνατό να σκιαγραφηθεί η διαδρομή ενός μορίου, δεν θα διέφερε ουσιαστικά από τα σχέδια που έλαβε ο Perrin. Από αυτά τα σχήματα είναι σαφές ότι λόγω της χαοτικής κίνησης το μόριο μετατοπίζεται από μια απόσταση μικρό, σημαντικά λιγότερο από μεγάλο. Αυτές οι ποσότητες σχετίζονται με τη σχέση μικρό= , όπου l είναι η απόσταση που πετάει ένα μόριο από τη μια σύγκρουση στην άλλη, η μέση ελεύθερη διαδρομή. Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι για μόρια αέρα σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση l ~ 0,1 μm, που σημαίνει ότι με ταχύτητα 500 m/s ένα μόριο αζώτου ή οξυγόνου θα διανύσει την απόσταση σε 10.000 δευτερόλεπτα (λιγότερο από τρεις ώρες) μεγάλο= 5000 km και θα μετατοπιστεί από την αρχική θέση μόνο μικρό= 0,7 m (70 cm), γι' αυτό οι ουσίες κινούνται τόσο αργά λόγω της διάχυσης, ακόμη και στα αέρια.

Η διαδρομή ενός μορίου ως αποτέλεσμα της διάχυσης (ή η διαδρομή ενός σωματιδίου Brown) ονομάζεται τυχαίος περίπατος. Οι πνευματώδεις φυσικοί ερμήνευσαν εκ νέου αυτή την έκφραση ως το περπάτημα του μεθυσμένου - Πράγματι, η κίνηση ενός σωματιδίου από τη μια θέση στην άλλη (ή η διαδρομή ενός μορίου που υφίσταται πολλές συγκρούσεις) μοιάζει με την κίνηση ενός μεθυσμένου. Αυτή η αναλογία επιτρέπει επίσης να συμπεράνει κανείς πολύ απλά ότι η βασική εξίσωση μιας τέτοιας διαδικασίας βασίζεται στο παράδειγμα της μονοδιάστατης κίνησης, η οποία είναι εύκολο να γενικευτεί σε τρισδιάστατη.

Ας υποθέσουμε ότι ένας αγενής ναύτης βγήκε από μια ταβέρνα αργά το βράδυ και κατευθύνθηκε στο δρόμο. Έχοντας περπατήσει το μονοπάτι l μέχρι το πλησιέστερο φανάρι, ξεκουράστηκε και πήγε... είτε πιο μακριά, στο διπλανό φανάρι, είτε πίσω, στην ταβέρνα - άλλωστε δεν θυμάται από πού ήρθε. Το ερώτημα είναι, θα αφήσει ποτέ το κολοκυθάκι, ή απλώς θα περιπλανηθεί γύρω του, άλλοτε απομακρύνοντας, άλλοτε πλησιάζοντάς το; (Μια άλλη εκδοχή του προβλήματος αναφέρει ότι υπάρχουν βρώμικα χαντάκια και στις δύο άκρες του δρόμου, όπου τελειώνουν τα φώτα του δρόμου, και ρωτά αν ο ναύτης θα μπορέσει να αποφύγει να πέσει σε ένα από αυτά.) Διαισθητικά, φαίνεται ότι η δεύτερη απάντηση είναι σωστή. Αλλά είναι λάθος: αποδεικνύεται ότι ο ναύτης σταδιακά θα απομακρύνεται όλο και περισσότερο από το σημείο μηδέν, αν και πολύ πιο αργά από ό,τι αν περπατούσε μόνο προς μία κατεύθυνση. Δείτε πώς να το αποδείξετε.

Έχοντας περάσει την πρώτη φορά στην πλησιέστερη λάμπα (δεξιά ή αριστερά), ο ναύτης θα βρίσκεται σε απόσταση μικρό 1 = ± l από το σημείο εκκίνησης. Επειδή μας ενδιαφέρει μόνο η απόστασή του από αυτό το σημείο, αλλά όχι η κατεύθυνσή του, θα απαλλαγούμε από τα σημάδια τετραγωνίζοντας αυτήν την έκφραση: μικρό 1 2 = l 2. Μετά από λίγο καιρό, ο ναύτης, έχοντας ήδη ολοκληρώσει Ν«περιπλανώμενος», θα είναι σε απόσταση

s N= από την αρχή. Και έχοντας περπατήσει ξανά (προς μία κατεύθυνση) μέχρι το πλησιέστερο φανάρι, σε απόσταση s N+1 = s N± l ή, χρησιμοποιώντας το τετράγωνο της μετατόπισης, μικρό 2 Ν+1 = μικρό 2 Ν± 2 s N l + l 2. Αν ο ναύτης επαναλάβει αυτή την κίνηση πολλές φορές (από Νπριν Ν+ 1), τότε ως αποτέλεσμα του μέσου όρου (περνά με ίση πιθανότητα Ντο βήμα προς τα δεξιά ή προς τα αριστερά), όρος ± 2 s NΘα ακυρώσω, άρα s 2 Ν+1 = s2 Ν+ l 2> (οι γωνιακές αγκύλες υποδεικνύουν τη μέση τιμή L = 3600 m = 3,6 km, ενώ η μετατόπιση από το σημείο μηδέν για τον ίδιο χρόνο θα είναι ίση με μόνο). μικρό= = 190 μ. Σε τρεις ώρες θα περάσει μεγάλο= 10,8 km, και θα μετατοπιστεί κατά μικρό= 330 m, κ.λπ.

Δουλειά uΤο l στον προκύπτον τύπο μπορεί να συγκριθεί με τον συντελεστή διάχυσης, ο οποίος, όπως έδειξε ο Ιρλανδός φυσικός και μαθηματικός George Gabriel Stokes (1819–1903), εξαρτάται από το μέγεθος των σωματιδίων και το ιξώδες του μέσου. Με βάση παρόμοιες εκτιμήσεις, ο Αϊνστάιν εξήγαγε την εξίσωσή του.

Η θεωρία της κίνησης Brown στην πραγματική ζωή.

Η θεωρία των τυχαίων περιπάτων έχει σημαντικές πρακτικές εφαρμογές. Λένε ότι ελλείψει ορόσημων (ο ήλιος, τα αστέρια, ο θόρυβος του αυτοκινητόδρομου ή ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΗ ΓΡΑΜΜΗκ.λπ.) ένα άτομο περιπλανιέται στο δάσος, σε ένα χωράφι σε μια χιονοθύελλα ή μέσα πυκνή ομίχλησε κύκλους, επιστρέφοντας πάντα στο ίδιο μέρος. Στην πραγματικότητα, δεν περπατά σε κύκλους, αλλά περίπου με τον ίδιο τρόπο που κινούνται τα μόρια ή τα σωματίδια Brown. Μπορεί να επιστρέψει στην αρχική του θέση, αλλά μόνο τυχαία. Όμως διασχίζει το δρόμο του πολλές φορές. Λένε επίσης ότι άνθρωποι παγωμένοι σε μια χιονοθύελλα βρέθηκαν «κάποια χιλιόμετρα» από την πλησιέστερη κατοικία ή δρόμο, αλλά στην πραγματικότητα το άτομο δεν είχε καμία πιθανότητα να περπατήσει αυτό το χιλιόμετρο, και να γιατί.

Για να υπολογίσετε πόσο θα μετατοπιστεί ένα άτομο ως αποτέλεσμα τυχαίων περιπάτων, πρέπει να γνωρίζετε την τιμή του l, δηλ. την απόσταση που μπορεί να περπατήσει ένα άτομο σε ευθεία γραμμή χωρίς ορόσημα. Η τιμή αυτή μετρήθηκε από τον Διδάκτωρ Γεωλογικών και Ορυκτολογικών Επιστημών B.S. Αυτός, φυσικά, δεν τους άφησε σε ένα πυκνό δάσος ή σε ένα χιονισμένο γήπεδο, όλα ήταν πιο απλά - ο μαθητής τοποθετήθηκε στο κέντρο ενός άδειου σταδίου, με δεμένα μάτια και του ζητήθηκε να περπατήσει μέχρι το τέλος του γηπέδου ποδοσφαίρου σε πλήρη σιωπή (για να αποκλειστεί ο προσανατολισμός με ήχους). Αποδείχθηκε ότι κατά μέσο όρο ο μαθητής περπάτησε σε ευθεία γραμμή μόνο για περίπου 20 μέτρα (η απόκλιση από την ιδανική ευθεία δεν ξεπερνούσε τις 5°) και στη συνέχεια άρχισε να αποκλίνει όλο και περισσότερο από την αρχική κατεύθυνση. Στο τέλος, σταμάτησε, μακριά από το να φτάσει στην άκρη.

Αφήστε τώρα ένα άτομο να περπατήσει (ή μάλλον, να περιπλανηθεί) στο δάσος με ταχύτητα 2 χιλιομέτρων την ώρα (για έναν δρόμο αυτό είναι πολύ αργό, αλλά για ένα πυκνό δάσος είναι πολύ γρήγορο), τότε αν η τιμή του l είναι 20 μέτρα, μετά σε μια ώρα θα διανύσει 2 χλμ., αλλά θα κινηθεί μόνο 200 μ., σε δύο ώρες - περίπου 280 μ., σε τρεις ώρες - 350 μ., σε 4 ώρες - 400 μ. κ.λπ. Και κινούμενος σε ευθεία γραμμή στο μια τέτοια ταχύτητα, ένα άτομο θα περπατούσε 8 χιλιόμετρα σε 4 ώρες, επομένως, στις οδηγίες ασφαλείας για την εργασία πεδίου υπάρχει ο ακόλουθος κανόνας: εάν χαθούν ορόσημα, πρέπει να μείνετε στη θέση τους, να δημιουργήσετε ένα καταφύγιο και να περιμένετε το τέλος κακοκαιρίας (μπορεί να βγει ήλιος) ή για βοήθεια. Στο δάσος, τα ορόσημα - δέντρα ή θάμνοι - θα σας βοηθήσουν να κινηθείτε σε ευθεία γραμμή και κάθε φορά που χρειάζεται να μένετε σε δύο τέτοια ορόσημα - το ένα μπροστά, το άλλο πίσω. Αλλά, φυσικά, είναι καλύτερο να έχετε μαζί σας μια πυξίδα...

Ilya Leenson

Βιβλιογραφία:

Μάριο Λιότσι. Ιστορία της φυσικής. Μ., Μιρ, 1970
Κέρκερ Μ. Brownian Movements and Molecular Reality Πριν από το 1900. Journal of Chemical Education, 1974, τομ. 51, Νο. 12
Leenson I.A. Χημικές αντιδράσεις. M., Astrel, 2002

Χάρη στην επιμελή μελέτη των φυσικών επιστημών και τη φιλία του με τον βοτανολόγο Τζόζεφ Μπανκς, διορίστηκε βοτανολόγος σε μια αποστολή που στάλθηκε το 1801 για να εξερευνήσει τις ακτές της Αυστραλίας. Το 1805, ο Μπράουν επέστρεψε στην Αγγλία, φέρνοντας μαζί του περίπου 4.000 είδη αυστραλιανών φυτών, πολλά πουλιά και ορυκτά, και στη συνέχεια δημοσίευσε τα έργα του για τον φυτικό κόσμο.

Μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου (από το 1810). Από το 1810 έως το 1820, ο Robert Brown ήταν υπεύθυνος της βιβλιοθήκης Linnean. Το 1820 έγινε βιβλιοθηκάριος και επιμελητής του βοτανικού τμήματος του Βρετανικού Μουσείου, όπου, μετά τον θάνατο του Μπανκς, μεταφέρθηκαν οι συλλογές του τελευταίου. Χάρη σε αυτές τις συλλογές και τη βιβλιοθήκη και το πλήθος των φυτών από διάφορες χώρες με τις οποίες ήταν πάντα περιτριγυρισμένος, ο Μπράουν ήταν ο καλύτερος ειδικός στα φυτά.

Brownian κίνηση

Αυτό το φαινόμενο, που ανακαλύφθηκε από τον R. Brown το 1827 ενώ διεξήγαγε έρευνα για τη γύρη των φυτών, είναι η τυχαία κίνηση μικροσκοπικών σωματιδίων (σωματίδια Μπράουν) στερεής ύλης (σωματίδια σκόνης, σωματίδια γύρης φυτών κ.λπ.) που προκαλείται από τη θερμική κίνηση του υγρού ( ή αέριο) σωματίδια ). Η κίνηση Brown είναι συνέπεια και απόδειξη της ύπαρξης θερμικής κίνησης.

Πυρήνες φυτικών κυττάρων

Ο Μπράουν ήταν ο πρώτος που αναγνώρισε τον πυρήνα σε ένα φυτικό κύτταρο και δημοσίευσε αυτές τις πληροφορίες το 1831. Του έδωσε το όνομα «Nucleus», ή «Areola». Ο πρώτος όρος έγινε γενικά αποδεκτός και διατηρήθηκε μέχρι σήμερα, αλλά ο δεύτερος δεν χρησιμοποιήθηκε ευρέως και ξεχάστηκε. Είναι πολύ σημαντικό ότι ο Μπράουν επέμενε στη συνεχή παρουσία ενός πυρήνα σε όλα τα ζωντανά κύτταρα.

Ο Ρόμπερτ Μπράουν γεννήθηκε στις 21 Δεκεμβρίου 1773 στην οικογένεια ενός προτεστάντη λειτουργού. Σπούδασε στο Marischal College στο Πανεπιστήμιο του Aberdeen, στη συνέχεια στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, όπου σπούδασε ιατρική και βοτανική. Το 1795 έγινε βοηθός χειρουργός στο Βόρειο Σύνταγμα της Σκωτίας Πολιτοφυλακής, με την οποία στάθμευε στην Ιρλανδία. Εδώ ο Μπράουν συνέλεξε τοπικά φυτά και συνάντησε τον Άγγλο φυσιοδίφη Τζόζεφ Μπανκς (1743-1820), με σύσταση του οποίου διορίστηκε βοτανολόγος σε μια αποστολή που στάλθηκε το 1801 στο πλοίο Investigator για να εξερευνήσει τις ακτές της Αυστραλίας. Το 1805 ο Μπράουν επέστρεψε στην Αγγλία, φέρνοντας μαζί του περίπου 4.000 είδη αυστραλιανών φυτών, πολλά πουλιά και ορυκτά για τη συλλογή Banks.

Το 1810-1820. Ο Μπράουν ήταν υπεύθυνος της Linnaean Library και των εκτεταμένων συλλογών του Banks, ο οποίος ήταν τότε πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου. Το 1820 έγινε βιβλιοθηκάριος και επιμελητής του βοτανικού τμήματος του Βρετανικού Μουσείου, όπου μεταφέρθηκαν οι συλλογές του μετά τον θάνατο του Μπανκς. Από το 1849 έως το 1853, ο Robert Brown ήταν πρόεδρος της Linnean Society στο Λονδίνο.

Οι μορφολογικές και εμβρυολογικές μελέτες του επιστήμονα είχαν μεγάλης σημασίαςνα οικοδομήσουμε ένα φυσικό φυτικό σύστημα. Ο Μπράουν ανακάλυψε τον εμβρυϊκό σάκο στο ωάριο (1825), έδειξε ότι τα ωάρια στα κωνοφόρα και τα κύκα δεν είναι κλεισμένα στην ωοθήκη, γεγονός που καθιέρωσε την κύρια διαφορά μεταξύ αγγειόσπερμων και γυμνόσπερμων. Ανακάλυψε την αρχεγονία στα ωάρια των κωνοφόρων φυτών. Ο Brown ήταν ο πρώτος που περιέγραψε σωστά τον πυρήνα στα φυτικά κύτταρα (1831).

Το 1827, ο επιστήμονας διεξήγαγε έρευνα για τη γύρη των φυτών. Ενδιαφερόταν ιδιαίτερα για το πώς η γύρη συμμετέχει στη διαδικασία της γονιμοποίησης. Κάποτε κοίταξε κάτω από ένα μικροσκόπιο επιμήκεις κυτταροπλασματικούς κόκκους που απομονώθηκαν από κύτταρα γύρης του φυτού Clarkia pulchella της Βόρειας Αμερικής, αιωρούμενους στο νερό. Ξαφνικά ο Μπράουν είδε ότι οι μικρότεροι στερεοί κόκκοι, που μετά βίας φαινόταν σε μια σταγόνα νερού, έτρεμαν συνεχώς και κινούνταν από μέρος σε μέρος. Διαπίστωσε ότι αυτές οι κινήσεις, σύμφωνα με τα λόγια του, «δεν συνδέονται ούτε με ροές στο υγρό ούτε με τη σταδιακή εξάτμισή του, αλλά είναι εγγενείς στα ίδια τα σωματίδια». Η παρατήρηση του Μπράουν επιβεβαιώθηκε από άλλους επιστήμονες. Αυτή η ανακάλυψη αργότερα πήρε το όνομά του (