Odkrycie ruchów Browna. Ruch Browna

26.09.2019

Opiekun naukowy: Znany jako: Nagrody i wyróżnienia:

Brown to tradycyjna rosyjska pisownia nazwiska naukowca (a właściwie Brown).

Biografia

Z nowego punktu widzenia spojrzał na świat roślin w „ Ogólne uwagi na temat botaniki Terra Australis„(Londyn, 1814) i w swojej późniejszej pracy nad rozmieszczeniem rodzin roślin w Australii ujawnił całą głębię swoich poglądów na przyrodę. Później opublikował kolejny „ Suplementum primum florae Novae Hollandiae„(Londyn, 1830), materiałem do którego były zielniki zebrane przez najnowszych badaczy.

Zebrał także sekcje botaniczne w raportach Rossa, Parry'ego i Clappertona, podróżników do krajów polarnych, a także pomógł chirurgowi Richardsonowi, który podczas swojej podróży z Franklinem zebrał wiele interesujących rzeczy; stopniowo opisywał zielniki zebrane przez: Horsfielda na Jawie w latach 1802-1815, Oudneya i Clappertona w Afryce Środkowej, Christiana Smitha, towarzysza Takkiego, podczas wyprawy wzdłuż Konga.

Członek (od 1810). Od 1810 do 1820 roku Robert Brown był odpowiedzialny za Bibliotekę Linneusza i obszerne zbiory swojego patrona Banksa, prezesa Towarzystwa Królewskiego w Londynie. W 1820 roku został bibliotekarzem i kustoszem działu botanicznego Muzeum Brytyjskiego, do którego po śmierci Banksa przeniesiono zbiory tego ostatniego. Dzięki tym zbiorom i bibliotece oraz masie roślin z różnych krajów, którymi zawsze był otoczony, Brown był najlepszym znawcą roślin.

System naturalny wiele mu zawdzięcza: dążył do jak największej prostoty zarówno w klasyfikacji, jak i terminologii, unikał zbędnych innowacji; zrobił wiele, aby skorygować stare definicje i założyć nowe rodziny. W swojej klasyfikacji roślin wyższych podzielił okrytozalążkowe i nagonasienne.

Zajmował się także fizjologią roślin: badał rozwój pylnika i ruch w nim ciał plazmatycznych. W 1827 roku Brown odkrył ruch ziaren pyłku w cieczy (później nazwany jego imieniem). Badając pyłek pod mikroskopem, odkrył, że w soku roślinnym pływające ziarna pyłku poruszają się całkowicie chaotycznie, zygzakowatym wzorem we wszystkich kierunkach. Brown jako pierwszy zidentyfikował jądro w komórce roślinnej i opublikował tę informację w 1831 roku. Studia te umieszczono w tomach 4 i 5 w przekładzie na j niemiecki Neesa von Esenbecka” Wermischten botan. Schriftena„(5 tomów, Norymberga, 1827–1834).

Zasługi Roberta Browna w botanice były oczywiste i w 1849 roku został prezesem Towarzystwa Linneusza w Londynie, gdzie służył nauce do 1853 roku.

Po jego śmierci 10 czerwca 1858 roku Bennett opublikował „ Różne dzieła botaniczne Roberta Browna„(3 tomy, Londyn, 1866-1868).

Robert Brown jest pochowany na cmentarzu Kensal Green. Cmentarz Kensal Green) w Londynie.

Zobacz także

Napisz recenzję artykułu „Brown, Robert”

Notatki

Literatura

Ford B.J. Ruch Browna w pyłku Clarkia: powtórzenie pierwszych obserwacji // .

Spinki do mankietów

// Słownik encyklopedyczny Brockhausa i Efrona: w 86 tomach (82 tomy i 4 dodatkowe). - Petersburgu. , 1890-1907. (Pobrano 2 października 2009)
Brown Robert // Wielka Encyklopedia Radziecka: [w 30 tomach] / rozdz. wyd. A. M. Prochorow. - wyd. 3. - M. : Encyklopedia radziecka, 1969-1978. (Pobrano 2 października 2009)
Khramov Yu. Brown Robert (Brown, Robert) // Fizycy: Odniesienia biograficzne / wyd. AI Akhiezer. - Wyd. 2., wyd. i dodatkowe - M.: Nauka, 1983. - 400 s. - 200 000 egzemplarzy.(w tłumaczeniu)
na oficjalnej stronie Rosyjskiej Akademii Nauk

Fragment charakteryzujący Browna, Robert

„Titus, idź, thresh” – powiedział żartowniś.
„Uch, do diabła z tym” – rozległ się głos, zagłuszony śmiechem sanitariuszy i służby.
„A jednak kocham i cenię jedynie triumf nad nimi wszystkimi, cenię tę tajemniczą moc i chwałę, która unosi się nade mną tutaj, w tej mgle!”

Tej nocy Rostów był z plutonem w łańcuchu flankerów, przed oddziałem Bagrationa. Jego huzarzy byli rozproszeni parami w łańcuchach; on sam jechał konno po tej linii łańcucha, próbując przezwyciężyć sen, który nieodparcie go przytłaczał. Za sobą widział ogromną przestrzeń ogni naszej armii płonących słabo we mgle; przed nim panowała mglista ciemność. Bez względu na to, jak bardzo Rostow wpatrywał się w tę mglistą dal, nic nie widział: czasem stawało się szare, czasem coś wydawało się czarne; potem zdawało się, że światła błyskają tam, gdzie powinien znajdować się wróg; potem pomyślał, że błyszczy tylko w jego oczach. Oczy mu się zamknęły i w wyobraźni wyobraził sobie najpierw władcę, potem Denisowa, potem wspomnienia Moskwy, i znowu pośpiesznie otworzył oczy i zamknął przed sobą głowę i uszy konia, na którym siedział, czasem czarne postacie huzarów, gdy był już sześć kroków ode mnie, wpadłem na nich, a w oddali wciąż była ta sama mglista ciemność. "Dlaczego? Bardzo możliwe, pomyślał Rostów, że władca po spotkaniu ze mną wyda rozkaz, jak każdy oficer: powie: „Idź, dowiedz się, co tam jest”. Wiele osób opowiadało, jak zupełnie przez przypadek rozpoznał jakiegoś funkcjonariusza i przybliżył go do siebie. A co by było, gdyby przybliżył mnie do siebie! Och, jak bym go chronił, jak powiedziałbym mu całą prawdę, jak zdemaskowałbym jego oszustów” – i Rostow, aby żywo wyobrazić sobie swoją miłość i oddanie dla władcy, wyobraził sobie wroga lub zwodziciela Niemca, którego czerpał przyjemność nie tylko z zabijania, ale i bicia go po policzkach w oczach władcy. Nagle odległy krzyk obudził Rostów. Wzdrygnął się i otworzył oczy.
„Gdzie jestem? Tak, w łańcuchu: hasło i hasło – dyszel, Olmütz. Jaka szkoda, że jutro nasza eskadra będzie w rezerwie... – pomyślał. - Poproszę cię o zaangażowanie. To może być jedyna okazja, aby zobaczyć władcę. Tak, zmiana nie potrwa długo. Pójdę jeszcze raz, a kiedy wrócę, pójdę do generała i go zapytam. Poprawił się w siodle i przesunął konia, aby ponownie okrążył huzarów. Wydało mu się, że jest jaśniej. Po lewej stronie widać było delikatnie oświetlone zbocze, a naprzeciw niego czarny pagórek, który sprawiał wrażenie stromego, przypominającego ścianę. Na tym wzgórzu była biała plama, której Rostow nie rozumiał: czy była to polana w lesie oświetlona księżycem, czy może pozostały śnieg, czy też białe domy? Wydawało mu się nawet, że z tego powodu biała plama coś się poruszyło. „Śnieg musi być plamą; spot – une tache” – pomyślał Rostów. „Proszę bardzo…”
„Natasza, siostro, czarne oczy. Na... taszkę (Będzie zaskoczona, jak jej opowiem, jak widziałem władcę!) Nataszka... weź taszkę...” „Wyprostuj to, Wysoki Sądzie, bo inaczej będą krzaki” – odezwał się głos huzara , obok którego przechodził zasypiający Rostow. Rostow podniósł głowę, która już opadła na grzywę konia, i zatrzymał się obok huzara. Młody sen dzieci nieodparcie go skłaniał. „Tak, to znaczy, o czym myślałem? – nie zapomnij. Jak będę rozmawiał z władcą? Nie, to nie wszystko – to będzie jutro. Tak, tak! W samochodzie, nadepnij... głupi my - kto? Gusarow. I husaria z wąsami... Ten husarz z wąsami jechał Twerską, też o nim myślałem, naprzeciw samego domu Guryeva... Stary Guryev... Ech, cudowny mały Denisow! Tak, to wszystko jest bzdurą. Najważniejsze, że teraz suweren jest tutaj. Sposób, w jaki na mnie patrzył, a ja chciałam mu coś powiedzieć, ale nie miał odwagi... Nie, nie odważyłam się. Tak, to nic, ale najważniejsze jest, aby nie zapomnieć, że pomyślałem słusznie, tak. W - samochodzie, jesteśmy - głupi, tak, tak, tak. To jest dobre”. - I znowu upadł z głową na szyi konia. Nagle wydało mu się, że do niego strzelają. "Co? Co? Co!... Rubin! Co?…” Przemówił Rostow, budząc się. W chwili, gdy otworzył oczy, Rostow usłyszał przed sobą, gdzie był wróg, przeciągłe krzyki tysiąca głosów. Jego konie i stojący obok husarz nadstawiali uszy na te krzyki. W miejscu, z którego słyszano krzyki, zapaliło się i zgasło jedno światło, potem drugie i na całym szeregu wojsk francuskich na górze zapalono światła, a krzyki stawały się coraz bardziej wzmagane. Rostow usłyszał dźwięki Francuskie słowa, ale nie udało mi się ich rozróżnić. Słychać było zbyt wiele głosów. Jedyne co można było usłyszeć to: ahhh! i wrrrr!
- Co to jest? Jak myślisz? - Rostow zwrócił się do stojącego obok niego huzara. - Przecież to jest z wrogiem?
Huzar nie odpowiedział.
- Cóż, nie słyszysz? – Po dość długim oczekiwaniu na odpowiedź Rostów zapytał ponownie.
„Kto wie, Wysoki Sądzie” – odpowiedział niechętnie huzar.
- Czy w okolicy powinien znajdować się wróg? - powtórzył Rostów.
„Mógł to być on, a może tak było” – powiedział huzar. „To sprawa nocna”. Dobrze! szale! - krzyknął na konia, przesuwając się pod nim.
Koń Rostowa również się spieszył, kopiąc zmarzniętą ziemię, nasłuchując dźwięków i uważnie obserwując światła. Krzyki głosów stawały się coraz silniejsze, aż połączyły się w ogólny ryk, który mogła wydać tylko kilkutysięczna armia. Pożary rozprzestrzeniały się coraz bardziej, prawdopodobnie wzdłuż linii obozu francuskiego. Rostów nie chciał już spać. Radosne, triumfalne okrzyki wrogiej armii wywarły na nim podniecające wrażenie: Vive l"empereur, l"empereur! [Niech żyje cesarz, cesarz!] było teraz wyraźnie słyszalne przez Rostów.
- To niedaleko, chyba za strumieniem? - powiedział do stojącego obok huzara.
Huzar tylko westchnął, nie odpowiadając, i ze złością odchrząknął. Wzdłuż szeregu huzarów słychać było tętent konia jadącego kłusem, a z nocnej mgły nagle wyłoniła się postać podoficera husarskiego, wyglądającego jak ogromny słoń.
- Wysoki Sądzie, generałowie! - powiedział podoficer, zbliżając się do Rostowa.
Rostow, nadal oglądając się na światła i krzyki, pojechał z podoficerem w stronę kilku jeźdźców jadących wzdłuż linii. Jeden z nich jechał na białym koniu. Książę Bagration z księciem Dołgorukowem i jego adiutantami udali się, aby zobaczyć dziwne zjawisko świateł i krzyków w armii wroga. Rostow, zbliżywszy się do Bagrationa, złożył mu raport i dołączył do adiutantów, słuchając, co mówią generałowie.
„Uwierzcie mi” – powiedział książę Dołgorukow, zwracając się do Bagrationa – „że to tylko podstęp: wycofał się i rozkazał tylnej straży rozpalić ogień i hałasować, aby nas oszukać”.
„Zaledwie”, rzekł Bagration, „widziałem ich wieczorem na tym wzgórzu; Jeśli odeszli, odeszli tam. Panie oficerze – książę Bagration zwrócił się do Rostowa – czy jego flankerzy nadal tam stoją?
„Stoimy tam od wieczora, ale teraz nie wiem, Wasza Ekscelencjo”. Rozkaz, pójdę z huzarami” – powiedział Rostów.
Bagration zatrzymał się i nie odpowiadając, próbował dojrzeć we mgle twarz Rostowa.
– No cóż, posłuchaj – powiedział po krótkiej chwili milczenia.
- Słucham s.
Rostow ostrogami ostrognął konia, zawołał podoficera Fedczenkę i dwóch kolejnych huzarów, kazał im iść za sobą i pobiegł w dół wzgórza w stronę nieustających krzyków. Dla Rostowa podróż samotna z trzema huzarami w tę tajemniczą i niebezpieczną mglistą dal, gdzie nikt wcześniej nie był, była zarówno przerażająca, jak i zabawna. Bagration krzyknął do niego z góry, aby nie szedł dalej niż strumień, ale Rostow udał, że nie usłyszał jego słów i nie zatrzymując się, jechał dalej i dalej, ciągle dając się oszukać, myląc krzaki z drzewami i dziurami dla ludzi i stale wyjaśniając swoje oszustwa. Schodząc z góry, nie widział już ani naszego, ani ognia wroga, ale słyszał głośniej i wyraźniej krzyki Francuzów. W zagłębieniu zobaczył przed sobą coś w rodzaju rzeki, ale kiedy do niej dotarł, rozpoznał drogę, którą przeszedł. Wjechałszy na drogę, ściągnął wodze konia, niezdecydowany: jechać nią, czy przejść przez nią i jechać pod górę przez czarne pole. Bezpieczniej było jechać drogą, która we mgle stawała się jaśniejsza, bo łatwiej było dostrzec ludzi. „Chodźcie za mną” – powiedział, przeszedł przez ulicę i zaczął galopować w górę, do miejsca, gdzie od wieczora stacjonowała francuska pikieta.

Robert Brown, słynny brytyjski botanik, urodził się 21 grudnia 1773 roku w szkockim mieście Montrose, studiował w Aberdeen oraz studiował medycynę i botanikę na Uniwersytecie w Edynburgu. Anna Smelowa

Dzięki pilnym studiom nauk przyrodniczych i przyjaźni z botanikiem Josephem Banksem został mianowany botanikiem podczas wyprawy wysłanej w 1801 roku w celu zbadania wybrzeży Australii. W 1805 roku Brown wrócił do Anglii, przywożąc ze sobą gatunki australijskich roślin, wiele ptaków i minerałów, a następnie opublikował swoje prace o świecie roślin. Anna Smelowa

Członek Royal Society of London (od 1810). Od 1810 do 1820 roku Robert Brown był odpowiedzialny za Bibliotekę Linneusza. W 1820 roku został bibliotekarzem i kustoszem działu botanicznego Muzeum Brytyjskie, dokąd po śmierci Banksa przeniesiono jego zbiory. Dzięki tym zbiorom i bibliotece oraz masie roślin z różnych krajów, którymi zawsze był otoczony, Brown był najlepszym znawcą roślin. Anna Smelowa

Zjawisko to, odkryte przez R. Browna w 1827 r. podczas badań pyłku roślinnego, polega na przypadkowym ruchu mikroskopijnych cząstek (cząstek Browna) solidny(cząstki kurzu, cząstki pyłków roślinnych itp.) spowodowane termicznym ruchem cząstek cieczy (lub gazu). Ruchy Browna są konsekwencją i dowodem na istnienie ruchu termicznego. Anna Smelowa

Pewnego razu przyjrzał się pod mikroskopem wydłużonym ziarnom cytoplazmatycznym wyizolowanym z komórek pyłku rośliny północnoamerykańskiej, zawieszonym w wodzie. Nagle Brown zauważył, że najmniejsze stałe ziarenka, ledwie widoczne w kropli wody, nieustannie drżą i przemieszczają się z miejsca na miejsce. Odkrył, że te ruchy, jego słowami, „nie są związane ani z przepływem cieczy, ani z jej stopniowym parowaniem, ale są nieodłącznie związane z samymi cząsteczkami”. Anna Smelowa
Brown jako pierwszy zidentyfikował jądro w komórce roślinnej i opublikował tę informację w 1831 roku. Nadał mu nazwę „Nucleus” lub „Areola”. Pierwsze określenie zostało powszechnie przyjęte i przetrwało do dziś, natomiast drugie nie zyskało szerokiego zastosowania i zostało zapomniane. Bardzo ważne jest to, że Brown nalegał na stałą obecność jądra we wszystkich żywych komórkach. Anna Smelowa

Szkocki botanik Robert Brown (czasami jego nazwisko jest transkrybowane jako Brown) za swojego życia, jako najlepszy znawca roślin, otrzymał tytuł „Księcia Botaników”. Dokonał wielu wspaniałych odkryć. W 1805 roku, po czteroletniej wyprawie do Australii, przywiózł do Anglii około 4000 nieznanych naukowcom gatunków australijskich roślin i spędził wiele lat na ich badaniu. Opisane rośliny przywiezione z Indonezji i Afryka Środkowa. Studiował fizjologię roślin i po raz pierwszy szczegółowo opisał jądro komórki roślinnej. Akademia Nauk w Petersburgu nadała mu tytuł członka honorowego. Ale nazwisko naukowca jest obecnie powszechnie znane nie z powodu tych prac.

W 1827 roku Brown przeprowadził badania nad pyłkami roślin. Szczególnie interesował go udział pyłku w procesie zapłodnienia. Pewnego razu spojrzał pod mikroskopem na komórki pyłku północnoamerykańskiej rośliny. Clarkia Pulchella(dość clarkia) wydłużone ziarna cytoplazmatyczne zawieszone w wodzie. Nagle Brown zauważył, że najmniejsze stałe ziarenka, ledwie widoczne w kropli wody, nieustannie drżą i przemieszczają się z miejsca na miejsce. Odkrył, że te ruchy, jego zdaniem, „nie są związane ani z przepływem cieczy, ani z jej stopniowym parowaniem, ale są nieodłącznie związane z samymi cząsteczkami”.

Obserwację Browna potwierdzili inni naukowcy. Najmniejsze cząstki zachowywały się tak, jakby były żywe, a „taniec” cząstek przyspieszał wraz ze wzrostem temperatury i zmniejszaniem się wielkości cząstek oraz wyraźnie zwalniał przy wymianie wody na ośrodek bardziej lepki. To niesamowite zjawisko nigdy się nie zatrzymało: można je było obserwować tak długo, jak było to pożądane. Początkowo Brown pomyślał nawet, że w polu mikroskopu rzeczywiście znalazły się istoty żywe, zwłaszcza że pyłek to męskie komórki rozrodcze roślin, ale były też cząstki martwych roślin, nawet tych suszonych sto lat wcześniej w zielnikach. Następnie Brown zastanawiał się, czy są to „elementarne cząsteczki istot żywych”, o czym mówił słynny francuski przyrodnik Georges Buffon (1707–1788), autor 36-tomowej książki Przyroda. Założenie to zostało porzucone, gdy Brown zaczął badać przedmioty pozornie nieożywione; początkowo były to bardzo drobne cząstki węgla, a także sadza i pył z londyńskiego powietrza, następnie drobno zmielone substancje nieorganiczne: szkło, wiele różnych minerałów. „Aktywne cząsteczki” były wszędzie: „W każdym minerale” – napisał Brown – „który udało mi się sproszkować do tego stopnia, że można go było zawiesić w wodzie na jakiś czas, odkryłem, w większych lub mniejszych ilościach, te cząsteczki .”

Trzeba powiedzieć, że Brown nie miał żadnego z najnowszych mikroskopów. W swoim artykule szczególnie podkreśla, że miał zwykłe soczewki dwuwypukłe, których używał przez kilka lat. I dalej mówi: „Przez całe badanie używałem tych samych soczewek, z których rozpoczynałem pracę, aby zwiększyć wiarygodność moich wypowiedzi i uczynić je jak najbardziej dostępnymi dla zwykłych obserwacji”.

Teraz, powtarzając obserwację Browna, wystarczy mieć niezbyt mocny mikroskop i za jego pomocą zbadać dym w poczerniałej skrzynce, oświetlonej przez boczny otwór wiązką intensywnego światła. W gazie zjawisko to objawia się znacznie wyraźniej niż w cieczy: widoczne są drobne kawałki popiołu lub sadzy (w zależności od źródła dymu), które rozpraszają światło i nieustannie podskakują.

Jak to często bywa w nauce, wiele lat później historycy odkryli, że już w 1670 roku wynalazca mikroskopu, Holender Antonie Leeuwenhoek, najwyraźniej zaobserwował podobne zjawisko, jednak rzadkość i niedoskonałość mikroskopów stanowiła wówczas embrionalny stan nauk molekularnych nie zwróciło uwagi na obserwację Leeuwenhoeka, dlatego odkrycie słusznie przypisuje się Brownowi, który jako pierwszy go zbadał i szczegółowo opisał.

Ruchy Browna i teoria atomowo-molekularna.

Zjawisko zaobserwowane przez Browna szybko stało się powszechnie znane. Sam pokazywał swoje eksperymenty licznym kolegom (Brown wymienia dwa tuziny nazwisk). Ale wyjaśnij to tajemnicze zjawisko, który nazwano „ruchem Browna”, przez wiele lat nie był możliwy ani dla samego Browna, ani dla wielu innych naukowców. Ruchy cząstek były całkowicie przypadkowe: szkice ich położenia wykonane w różnych momentach czasu (na przykład co minutę) nie pozwalały na pierwszy rzut oka znaleźć żadnego wzorca w tych ruchach.

Wyjaśnienie ruchu Browna (jak nazywano to zjawisko) ruchem niewidzialnych cząsteczek podano dopiero w ostatniej ćwierci XIX wieku, ale nie zostało ono od razu zaakceptowane przez wszystkich naukowców. W 1863 nauczyciel geometria opisowa z Karlsruhe (Niemcy) Ludwig Christian Wiener (1826–1896) zasugerował, że zjawisko to wiąże się z ruchami wibracyjnymi niewidzialnych atomów. Było to pierwsze, choć bardzo odległe od współczesnych, wyjaśnienie ruchów Browna na podstawie właściwości samych atomów i cząsteczek. Ważne, że Wiener dostrzegł możliwość wykorzystania tego zjawiska do zgłębienia tajemnic budowy materii. Jako pierwszy podjął próbę zmierzenia prędkości ruchu cząstek Browna i jej zależności od ich wielkości. Co ciekawe, w 1921 r Raporty Narodowej Akademii Nauk USA O ruchu Browna ukazała się praca innego Wienera – Norberta, słynnego twórcy cybernetyki.

Idee L.K. Wienera zaakceptowało i rozwinęło wielu naukowców – Sigmund Exner w Austrii (a 33 lata później – jego syn Feliks), Giovanni Cantoni we Włoszech, Karl Wilhelm Negeli w Niemczech, Louis Georges Gouy we Francji, trzej belgijscy księża - Jezuici Carbonelli, Delso i Tirion i inni. Wśród tych naukowców był późniejszy słynny angielski fizyk i chemik William Ramsay. Stopniowo stawało się jasne, że w najmniejsze ziarenka materii ze wszystkich stron uderzały jeszcze mniejsze cząstki, których nie było już widać pod mikroskopem - tak jak fale kołyszące odległą łódką nie są widoczne z brzegu, zaś ruchy łodzi same w sobie są dość wyraźnie widoczne. Jak napisali w jednym z artykułów z 1877 r.: „...prawo duże liczby nie sprowadza teraz efektu zderzeń do średniego równomiernego ciśnienia, ich wypadkowa nie będzie już równa zeru, ale będzie stale zmieniać swój kierunek i wielkość.

Jakościowo obraz był całkiem wiarygodny, a nawet wizualny. Mała gałązka lub robak powinna poruszać się mniej więcej w ten sam sposób, popychana (lub ciągnięta) w różnych kierunkach przez wiele mrówek. Te mniejsze cząstki faktycznie znajdowały się w słowniku naukowców, ale nikt ich nigdy nie widział. Nazywano je cząsteczkami; W tłumaczeniu z łaciny słowo to oznacza „małą masę”. Co zaskakujące, dokładnie takie wyjaśnienie podobnego zjawiska podał w swoim słynnym wierszu rzymski filozof Tytus Lukrecjusz Carus (ok. 99–55 p.n.e.) O naturze rzeczy. Nazywa w nim najmniejsze cząstki niewidoczne dla oka „pierwotnymi zasadami” rzeczy.

Zasady rzeczy najpierw poruszają się same,
Za nimi podążają ciała z ich najmniejszej kombinacji,
Blisko, jak gdyby siłą, do podstawowych zasad,
Ukryci przed nimi, doznając wstrząsów, zaczynają się starać,
Sami się poruszają, zachęcając następnie do większych ciał.
Tak więc, zaczynając od początku, ruch stopniowo
Dotyka naszych uczuć i też staje się widoczny
Dla nas i w drobinkach kurzu poruszających się w słońcu,
Chociaż wstrząsy, z których to wynika, są niezauważalne...

Następnie okazało się, że Lukrecjusz się mylił: ruchu Browna nie da się zaobserwować gołym okiem, a cząstek pyłu w promieniu słonecznym, który wnikał w ciemny pokój, „tańczą” dzięki wirowym ruchom powietrza. Ale na zewnątrz oba zjawiska mają pewne podobieństwa. I dopiero w XIX w. Dla wielu naukowców stało się oczywiste, że ruch cząstek Browna jest spowodowany przypadkowymi uderzeniami cząsteczek ośrodka. Poruszające się cząsteczki zderzają się z cząsteczkami kurzu i innymi cząstkami stałymi znajdującymi się w wodzie. Im wyższa temperatura, tym szybszy ruch. Jeśli cząstka kurzu jest duża, np. ma wielkość 0,1 mm (średnica jest milion razy większa od średnicy cząsteczki wody), to wiele jednoczesnych uderzeń w nią ze wszystkich stron wzajemnie się równoważy i praktycznie nie „poczuj” je - mniej więcej tak samo, jak kawałek drewna wielkości talerza nie „poczuje” wysiłków wielu mrówek, które będą go ciągnąć lub popychać w różnych kierunkach. Jeśli cząstka pyłu jest stosunkowo mała, będzie przemieszczać się w jedną lub drugą stronę pod wpływem uderzeń otaczających cząsteczek.

Cząstki Browna mają wielkość rzędu 0,1–1 µm, tj. od jednej tysięcznej do jednej dziesięciotysięcznej milimetra, dlatego Brown był w stanie dostrzec ich ruch, ponieważ patrzył na maleńkie ziarna cytoplazmatyczne, a nie na sam pyłek (o czym często błędnie się pisze). Problem polega na tym, że komórki pyłku są zbyt duże. I tak w pyłku traw łąkowych, który przenoszony jest przez wiatr i powoduje choroby alergiczne u ludzi (katar sienny), wielkość komórek mieści się zwykle w przedziale 20 – 50 mikronów, tj. są zbyt duże, aby obserwować ruchy Browna. Warto też zaznaczyć, że poszczególne ruchy cząstki Browna zachodzą bardzo często i na bardzo krótkie odległości, tak że nie da się ich zobaczyć, natomiast pod mikroskopem widoczne są ruchy, które miały miejsce w określonym czasie.

Wydawałoby się, że sam fakt istnienia ruchów Browna jednoznacznie dowodził molekularnej budowy materii, ale już na początku XX wieku. Byli naukowcy, w tym fizycy i chemicy, którzy nie wierzyli w istnienie cząsteczek. Teoria atomowo-molekularna zyskiwała uznanie powoli i z trudem. I tak czołowy francuski chemik organiczny Marcelin Berthelot (1827–1907) napisał: „Pojęcie cząsteczki z punktu widzenia naszej wiedzy jest niepewne, podczas gdy inne pojęcie – atom – jest czysto hipotetyczne”. Jeszcze dobitniej wypowiadał się słynny francuski chemik A. Saint-Clair Deville (1818–1881): „Nie akceptuję prawa Avogadra ani atomu, ani cząsteczki, bo nie wierzę w to, czego nie mogę ani zobaczyć, ani zaobserwować. ” Oraz niemiecki fizykochemik Wilhelm Ostwald (1853–1932), laureat Nagroda Nobla, jeden z założycieli chemia fizyczna, już na początku XX wieku. stanowczo zaprzeczał istnieniu atomów. Udało mu się napisać trzytomowy podręcznik chemii, w którym ani razu nie pojawia się słowo „atom”. Przemawiając 19 kwietnia 1904 roku w Instytucie Królewskim, wygłaszając obszerny raport dla członków Angielskiego Towarzystwa Chemicznego, Ostwald próbował udowodnić, że atomy nie istnieją, a „to, co nazywamy materią, jest jedynie zbiorem energii zebranych razem w danym miejsce."

Ale nawet ci fizycy, którzy zaakceptowali teorię molekularną, nie mogli w to uwierzyć w prosty sposób Udowodniono słuszność doktryny atomowo-molekularnej, a zatem szeroką gamę powody alternatywne aby wyjaśnić zjawisko. I to całkiem w duchu nauki: dopóki nie zostanie jednoznacznie zidentyfikowana przyczyna zjawiska, można (a nawet trzeba) stawiać różne hipotezy, które w miarę możliwości należy sprawdzić eksperymentalnie lub teoretycznie. I tak już w 1905 r Słownik encyklopedyczny Brockhaus i Efron opublikowali krótki artykuł petersburskiego profesora fizyki N.A. Gezehusa, nauczyciela słynnego akademika A.F. Ioffe. Gesehus napisał, że według niektórych naukowców ruchy Browna są powodowane przez „promienie światła lub ciepła przechodzące przez ciecz” i sprowadzają się do „prostych przepływów w cieczy, które nie mają nic wspólnego z ruchami cząsteczek”, a przepływy te może być spowodowane „parowaniem, dyfuzją i innymi przyczynami”. Przecież wiadomo było już, że bardzo podobny ruch cząstek pyłu w powietrzu powodowany jest właśnie przez przepływy wirowe. Ale wyjaśnienie podane przez Gesehusa można łatwo obalić eksperymentalnie: jeśli spojrzymy na dwie cząstki Browna znajdujące się bardzo blisko siebie przez mocny mikroskop, ich ruchy okażą się całkowicie niezależne. Gdyby te ruchy były spowodowane jakimkolwiek przepływem cieczy, wówczas takie sąsiednie cząstki poruszałyby się wspólnie.

Teoria ruchów Browna.

Na początku XX wieku. większość naukowców rozumiała molekularną naturę ruchów Browna. Jednak wszystkie wyjaśnienia pozostały czysto jakościowe; żadna teoria ilościowa nie mogła wytrzymać testów eksperymentalnych. Ponadto same wyniki eksperymentów były niejasne: fantastyczny spektakl nieprzerwanie pędzących cząstek zahipnotyzował eksperymentatorów, którzy nie wiedzieli dokładnie, jakie cechy zjawiska należało zmierzyć.

Pomimo pozornego całkowitego nieporządku, nadal możliwe było opisanie przypadkowych ruchów cząstek Browna za pomocą zależności matematycznej. Po raz pierwszy rygorystycznego wyjaśnienia ruchów Browna dokonał w 1904 r. polski fizyk Marian Smoluchowski (1872–1917), pracujący w tych latach na Uniwersytecie Lwowskim. Jednocześnie teorię tego zjawiska opracował Albert Einstein (1879–1955), wówczas mało znany ekspert II stopnia w Urzędzie Patentowym szwajcarskiego miasta Bern. Jego artykuł, opublikowany w maju 1905 roku w niemieckim czasopiśmie Annalen der Physik, nosił tytuł O ruchu cząstek zawieszonych w cieczy w spoczynku, wymaganym przez molekularną kinetyczną teorię ciepła. Używając tej nazwy, Einstein chciał pokazać, że molekularna teoria kinetyczna struktury materii z konieczności implikuje istnienie losowego ruchu najmniejszych cząstek stałych w cieczach.

Co ciekawe, Einstein już na samym początku tego artykułu pisze, że samo zjawisko jest mu znane, choć powierzchownie: „Możliwe, że omawiane ruchy są tożsame z tzw. ruchami molekularnymi Browna, ale dostępne dane dla mnie w odniesieniu do tych ostatnich są na tyle niedokładne, że nie mogę sformułować tej opinii. Jest to opinia ostateczna.” A kilkadziesiąt lat później, już w późnym wieku, Einstein napisał w swoich pamiętnikach coś innego - że w ogóle nie miał pojęcia o ruchach Browna i właściwie „odkrył je na nowo” czysto teoretycznie: „Nie wiedząc, że obserwacje „ruchów Browna” są już od dawna znane, odkryłem, że teoria atomowa prowadzi do istnienia obserwowalnego ruchu mikroskopijnych zawieszonych cząstek. Tak czy inaczej, artykuł teoretyczny Einsteina zakończył się bezpośrednim apelem do eksperymentatorów, aby eksperymentalnie sprawdzili jego wnioski: „Gdyby jakikolwiek badacz mógł wkrótce odpowiedzieć na to pytanie. pytania zadane tutaj.” – kończy swój artykuł tak niezwykłym okrzykiem.

Odpowiedź na żarliwy apel Einsteina nie trzeba było długo czekać.

Zgodnie z teorią Smoluchowskiego-Einsteina średnia wartość kwadratu przemieszczenia cząstki Browna ( S 2) na czas T wprost proporcjonalna do temperatury T i odwrotnie proporcjonalna do lepkości cieczy h, wielkości cząstek R i stała Avogadro

N A: S 2 = 2RTt/6 godz rN A,

Gdzie R– stała gazowa. Tak więc, jeśli w ciągu 1 minuty cząstka o średnicy 1 μm poruszy się o 10 μm, to w ciągu 9 minut - o 10 = 30 μm, w ciągu 25 minut - o 10 = 50 μm itd. W podobnych warunkach cząstka o średnicy 0,25 µm w tych samych okresach czasu (1, 9 i 25 min) przesunie się odpowiednio o 20, 60 i 100 µm, gdyż = 2. Ważne jest, aby powyższy wzór uwzględniał Stałą Avogadra, którą w ten sposób można wyznaczyć poprzez ilościowe pomiary ruchu cząstki Browna, których dokonał francuski fizyk Jean Baptiste Perrin (1870–1942).

W 1908 roku Perrin rozpoczął ilościowe obserwacje ruchu cząstek Browna pod mikroskopem. Użył ultramikroskopu, wynalezionego w 1902 roku, który umożliwiał wykrycie najmniejszych cząstek poprzez rozpraszanie na nie światła z silnego oświetlacza bocznego. Perrin uzyskał maleńkie kulki o prawie kulistym kształcie i mniej więcej tej samej wielkości z gummigutu - skondensowanego soku niektórych drzew tropikalnych (używa się go również jako żółtego farba akwarelowa). Te maleńkie kuleczki zawieszono w glicerynie zawierającej 12% wody; lepka ciecz zapobiegała pojawianiu się w niej wewnętrznych przepływów, które mogłyby zamazać obraz. Uzbrojony w stoper Perrin zanotował, a następnie naszkicował (oczywiście w znacznie powiększonej skali) na wykresowej kartce papieru położenie cząstek w regularnych odstępach czasu, na przykład co pół minuty. Łącząc powstałe punkty liniami prostymi, uzyskał skomplikowane trajektorie, niektóre z nich pokazano na rysunku (pochodzą one z książki Perrina Atomy, wydany w 1920 roku w Paryżu). Taki chaotyczny, nieuporządkowany ruch cząstek powoduje, że poruszają się one w przestrzeni dość wolno: suma segmentów jest znacznie większa niż przemieszczenie cząstki od pierwszego punktu do ostatniego.

Kolejne pozycje co 30 sekund trzech cząstek Browna - kulek gumy o wielkości około 1 mikrona. Jedna komórka odpowiada odległości 3 µm. Gdyby Perrin mógł określić położenie cząstek Browna nie po 30, ale po 3 sekundach, wówczas linie proste pomiędzy każdym sąsiednim punktem zamieniłyby się w ten sam złożony zygzak linia przerywana, tylko na mniejszą skalę.

Korzystając ze wzoru teoretycznego i jego wyników, Perrin uzyskał dość dokładną jak na tamte czasy wartość liczby Avogadro: 6,8 . 10 23 . Perrin użył także mikroskopu do zbadania pionowego rozkładu cząstek Browna ( cm. PRAWO AVOGADRA) i wykazało, że pomimo działania grawitacji pozostają one zawieszone w roztworze. Perrin jest także właścicielem innych ważnych dzieł. W 1895 roku udowodnił, że promienie katodowe są ujemne ładunki elektryczne(elektrony), w 1901 roku po raz pierwszy zaproponował planetarny model atomu. W 1926 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki.

Wyniki uzyskane przez Perrina potwierdziły teoretyczne wnioski Einsteina. Zrobiło to mocne wrażenie. Jak wiele lat później napisał amerykański fizyk A. Pais: „Nie przestaje nas zadziwiać wynik uzyskany w tak prosty sposób: wystarczy przygotować zawiesinę kulek, których rozmiar jest duży w porównaniu z rozmiarem prostych cząsteczek, weź stoper i mikroskop, a będziesz w stanie wyznaczyć stałą Avogadra!” Kogo może zdziwić co innego: wciąż w środku czasopism naukowych(Nature, Science, Journal of Chemical Education) od czasu do czasu pojawiają się opisy nowych eksperymentów dotyczących ruchów Browna! Po opublikowaniu wyników Perrina Ostwald, były przeciwnik atomizmu, przyznał, że „zbieżność ruchów Browna z wymogami hipotezy kinetycznej… daje teraz najbardziej ostrożnemu naukowcowi prawo do mówienia o eksperymentalnym dowodzie teorii atomizmu materii. W ten sposób teoria atomowa została podniesiona do rangi teorii naukowej, mającej solidne podstawy”. Powtarza go francuski matematyk i fizyk Henri Poincaré: „Błyskotliwe określenie liczby atomów przez Perrina zakończyło triumf atomizmu… Atom chemików stał się teraz rzeczywistością”.

Ruchy Browna i dyfuzja.

Ruch cząstek Browna wygląda bardzo podobnie do ruchu pojedynczych cząsteczek w wyniku ich ruchu termicznego. Ten ruch nazywa się dyfuzją. Jeszcze przed pracami Smoluchowskiego i Einsteina obowiązywały prawa ruchu molekularnego prosty przypadek stan gazowy substancji. Okazało się, że cząsteczki w gazach poruszają się bardzo szybko – z prędkością kuli, ale nie mogą latać daleko, gdyż bardzo często zderzają się z innymi cząsteczkami. Na przykład cząsteczki tlenu i azotu w powietrzu, poruszające się ze średnią prędkością około 500 m/s, ulegają ponad miliardowi zderzeń na sekundę. Dlatego ścieżka cząsteczki, gdyby można było nią podążać, byłaby złożoną linią przerywaną. Cząstki Browna również opisują podobną trajektorię, jeśli ich położenie jest rejestrowane w określonych odstępach czasu. Zarówno dyfuzja, jak i ruchy Browna są konsekwencją chaotycznego ruchu termicznego cząsteczek i dlatego są opisywane podobnymi zależnościami matematycznymi. Różnica polega na tym, że cząsteczki w gazach poruszają się po linii prostej, dopóki nie zderzą się z innymi cząsteczkami, po czym zmienią kierunek. Cząstka Browna w przeciwieństwie do cząsteczki nie wykonuje „swobodnych lotów”, ale doświadcza bardzo częstych, małych i nieregularnych „drgań”, w wyniku których chaotycznie przemieszcza się w jedną lub drugą stronę. Obliczenia wykazały, że dla cząstki o wielkości 0,1 µm jeden ruch następuje w ciągu trzech miliardowych sekundy na odległość zaledwie 0,5 nm (1 nm = 0,001 µm). Jak trafnie ujął to jeden z autorów, przypomina to przesuwanie pustej puszki po piwie na placu, na którym zebrał się tłum ludzi.

Dyfuzja jest znacznie łatwiejsza do zaobserwowania niż ruchy Browna, ponieważ nie wymaga mikroskopu: obserwuje się ruchy nie pojedynczych cząstek, ale ich ogromnych mas, trzeba tylko zadbać o to, aby na dyfuzję nie nakładała się konwekcja – mieszanie się materii jako skutek przepływów wirowych (takie przepływy można łatwo zauważyć, umieszczając kroplę kolorowego roztworu, np. atramentu, w szklance gorącej wody).

Dyfuzję można wygodnie obserwować w gęstych żelach. Taki żel można przygotować np. w słoiczku z penicyliną, przygotowując w nim 4–5% roztwór żelatyny. Żelatyna musi najpierw pęcznieć przez kilka godzin, a następnie całkowicie się rozpuścić podczas mieszania poprzez zanurzenie słoika w gorącej wodzie. Po ochłodzeniu otrzymuje się niepłynący żel w postaci przezroczystej, lekko mętnej masy. Jeśli za pomocą ostrej pęsety ostrożnie włożysz w środek tej masy mały kryształek nadmanganianu potasu („nadmanganianu potasu”), kryształ pozostanie wiszący w miejscu, w którym został pozostawiony, ponieważ żel zapobiega jego opadaniu. W ciągu kilku minut wokół kryształu zacznie rosnąć kolorowy kryształ. fioletowy kulka, z biegiem czasu staje się coraz większa, aż ścianki słoiczka zniekształcają jej kształt. Ten sam wynik można uzyskać stosując kryształ siarczan miedzi, tylko w tym przypadku piłka nie okaże się fioletowa, ale niebieska.

Wiadomo, dlaczego kula się okazała: MnO 4 – jony powstałe podczas rozpuszczania kryształu, przechodzą do roztworu (żel to głównie woda) i w wyniku dyfuzji poruszają się równomiernie we wszystkich kierunkach, podczas gdy grawitacja praktycznie nie ma wpływu na szybkość dyfuzji. Dyfuzja w cieczy jest bardzo powolna: potrzeba wielu godzin, aby kulka urosła o kilka centymetrów. W gazach dyfuzja jest znacznie szybsza, ale mimo to, gdyby powietrze nie zostało zmieszane, zapach perfum lub amoniaku unosiłby się w pomieszczeniu godzinami.

Teoria ruchu Browna: spacery losowe.

Teoria Smoluchowskiego-Einsteina wyjaśnia prawa dyfuzji i ruchu Browna. Możemy rozważyć te wzorce na przykładzie dyfuzji. Jeśli prędkość cząsteczki wynosi ty, następnie poruszając się po linii prostej, w czasie T pójdzie na odległość L = ut, ale w wyniku zderzeń z innymi cząsteczkami cząsteczka ta nie porusza się po linii prostej, ale stale zmienia kierunek swojego ruchu. Gdyby można było naszkicować ścieżkę cząsteczki, zasadniczo nie różniłaby się ona od rysunków uzyskanych przez Perrina. Z tych liczb jasno wynika, że w wyniku chaotycznego ruchu cząsteczka przemieszcza się na pewną odległość S, znacznie mniej niż L. Wielkości te powiązane są zależnością S= , gdzie l to odległość, jaką cząsteczka przelatuje od jednego zderzenia do drugiego, średnia droga swobodna. Pomiary wykazały, że dla cząsteczek powietrza przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym l ~ 0,1 μm, co oznacza, że przy prędkości 500 m/s cząsteczka azotu lub tlenu przeleci tę odległość w 10 000 sekund (mniej niż trzy godziny) L= 5000 km i przesunie się z pozycji pierwotnej jedynie o S= 0,7 m (70 cm), dlatego substancje poruszają się tak wolno na skutek dyfuzji, nawet w gazach.

Ścieżkę cząsteczki w wyniku dyfuzji (lub ścieżkę cząstki Browna) nazywa się spacerowaniem losowym. Dowcipni fizycy zinterpretowali to wyrażenie jako spacer pijaka - „ścieżkę pijaka”. Rzeczywiście ruch cząstki z jednej pozycji do drugiej (lub ścieżka cząsteczki ulegającej wielu zderzeniom) przypomina ruch pijanej osoby. analogia ta pozwala również w prosty sposób wydedukować podstawowe równanie takiego procesu na przykładzie ruchu jednowymiarowego, który łatwo uogólnić na trójwymiarowy. Robią to w ten sposób.

Załóżmy, że pijany marynarz wyszedł późno w nocy z tawerny i udał się ulicą. Przeszedłszy ścieżkę l do najbliższej latarni, odpoczął i poszedł... albo dalej, do kolejnej latarni, albo z powrotem, do karczmy - przecież nie pamięta, skąd przyszedł. Pytanie brzmi, czy kiedykolwiek opuści cukinię, czy będzie po prostu błąkał się po niej, czasem oddalając się, czasem zbliżając się do niej? (Inna wersja problemu stwierdza, że na obu końcach ulicy, gdzie kończą się latarnie, znajdują się brudne rowy, i zadaje pytanie, czy marynarzowi uda się uniknąć wpadnięcia do jednego z nich.) Intuicyjnie wydaje się, że poprawna jest druga odpowiedź. Ale to nieprawda: okazuje się, że żeglarz będzie stopniowo oddalał się od punktu zerowego, choć znacznie wolniej, niż gdyby szedł tylko w jednym kierunku. Oto jak to udowodnić.

Minąwszy za pierwszym razem najbliższą lampę (po prawej lub lewej stronie), marynarz będzie już w oddali S 1 = ± l od punktu początkowego. Ponieważ interesuje nas tylko jego odległość od tego punktu, a nie jego kierunek, pozbędziemy się znaków podnosząc do kwadratu to wyrażenie: S 1 2 = l 2. Po pewnym czasie marynarz już ukończył N„wędrując”, będzie na odległość

s N= od początku. I po ponownym przejściu (w jednym kierunku) do najbliższej latarni, w oddali s N+1 = s N± l lub, wykorzystując kwadrat przemieszczenia, S 2 N+1 = S 2 N± 2 s N l + l 2. Jeśli żeglarz powtarza ten ruch wiele razy (od N Do N+ 1), to w wyniku uśrednienia (przechodzi z równym prawdopodobieństwem). N krok w prawo lub w lewo), człon ± 2 s N Anuluję, więc s 2 N+1 = s2 N+ l 2> (nawiasy ostre wskazują wartość średnią L = 3600 m = 3,6 km, natomiast przemieszczenie od punktu zerowego w tym samym czasie będzie równe tylko). S= = 190 m. Za trzy godziny minie L= 10,8 km i będzie się przesuwać S= 330 m itd.

Praca ty l w otrzymanym wzorze można porównać ze współczynnikiem dyfuzji, który, jak wykazał irlandzki fizyk i matematyk George Gabriel Stokes (1819–1903), zależy od wielkości cząstek i lepkości ośrodka. Opierając się na podobnych rozważaniach, Einstein wyprowadził swoje równanie.

Teoria ruchów Browna w życiu codziennym.

Teoria spacerów losowych ma ważne zastosowania praktyczne. Mówią, że przy braku punktów orientacyjnych (słońce, gwiazdy, hałas autostrady lub kolej żelazna itp.) osoba wędruje po lesie, przez pole podczas śnieżycy lub w gęsta mgła w kółko, zawsze wracając w to samo miejsce. W rzeczywistości nie chodzi w kółko, ale mniej więcej w ten sam sposób, w jaki poruszają się cząsteczki lub cząstki Browna. Może wrócić na swoje pierwotne miejsce, ale tylko przez przypadek. Ale on krzyżuje mu drogę wiele razy. Mówią też, że osoby zamarznięte podczas śnieżycy odnaleziono „kilka kilometrów” od najbliższego domu lub drogi, ale w rzeczywistości dana osoba nie miała szans przejść tego kilometra, a oto dlaczego.

Aby obliczyć, jak bardzo osoba przesunie się w wyniku przypadkowych spacerów, musisz znać wartość l, tj. odległość, jaką osoba może przejść w linii prostej bez żadnych punktów orientacyjnych. Wartość tę zmierzył doktor nauk geologicznych i mineralogicznych B.S. Gorobets przy pomocy studentów-wolontariuszy. Nie zostawił ich oczywiście w gęstym lesie czy na zaśnieżonym boisku, wszystko było prostsze – ucznia umieszczono na środku pustego stadionu, z zawiązanymi oczami i poproszono o przejście w całkowitej ciszy do końca boiska (aby wykluczyć orientację za pomocą dźwięków). Okazało się, że uczeń przeciętnie przeszedł po linii prostej zaledwie około 20 metrów (odchylenie od idealnej prostej nie przekraczało 5°), po czym zaczął coraz bardziej oddalać się od pierwotnego kierunku. W końcu zatrzymał się, daleko od krawędzi.

Niech teraz ktoś chodzi (a raczej błąka się) po lesie z prędkością 2 kilometrów na godzinę (dla drogi jest to bardzo wolno, ale dla gęstego lasu bardzo szybko), to jeśli wartość l wynosi 20 metrów, potem za godzinę pokona 2 km, ale przejedzie tylko 200 m, w ciągu dwóch godzin - około 280 m, w ciągu trzech godzin - 350 m, w ciągu 4 godzin - 400 m itd. I poruszając się po linii prostej na przy takiej prędkości człowiek w ciągu 4 godzin przebyłby 8 kilometrów, dlatego w instrukcji bezpieczeństwa pracy w terenie jest następująca zasada: w przypadku zgubienia punktów orientacyjnych należy pozostać na miejscu, rozbić schronienie i poczekać na koniec złej pogody (może wyjść słońce) lub o pomoc. W lesie punkty orientacyjne - drzewa lub krzaki - pomogą ci poruszać się po linii prostej i za każdym razem musisz trzymać się dwóch takich punktów - jednego z przodu, drugiego z tyłu. Ale oczywiście najlepiej zabrać ze sobą kompas...

Ilia Leenson

Literatura:

Mario Liozziego. Historia fizyki. M., Mir, 1970
Kerker M. Ruchy Browna i rzeczywistość molekularna przed 1900 rokiem. Journal of Chemical Education, 1974, tom. 51, nr 12
Leenson I.A. Reakcje chemiczne. M., Astrel, 2002

Robert Brown, słynny brytyjski botanik, urodził się 21 grudnia 1773 roku w szkockim mieście Montrose, studiował w Aberdeen, a w latach 1789-1795 studiował medycynę i botanikę na Uniwersytecie w Edynburgu.

Dzięki pilnym studiom nauk przyrodniczych i przyjaźni z botanikiem Josephem Banksem został mianowany botanikiem podczas wyprawy wysłanej w 1801 roku w celu zbadania wybrzeży Australii. W 1805 roku Brown wrócił do Anglii, przywożąc ze sobą około 4000 gatunków australijskich roślin, wiele ptaków i minerałów, a następnie opublikował swoje prace na temat świata roślin.

Członek Royal Society of London (od 1810). Od 1810 do 1820 roku Robert Brown był odpowiedzialny za Bibliotekę Linneusza. W 1820 roku został bibliotekarzem i kustoszem działu botanicznego Muzeum Brytyjskiego, dokąd po śmierci Banksa przeniesiono zbiory tego ostatniego. Dzięki tym zbiorom i bibliotece oraz masie roślin z różnych krajów, którymi zawsze był otoczony, Brown był najlepszym znawcą roślin.

Ruch Browna

Zjawisko to, odkryte przez R. Browna w 1827 r. podczas badań pyłków roślin, to przypadkowy ruch mikroskopijnych cząstek (cząstek Browna) materii stałej (cząsteczek kurzu, cząstek pyłków roślinnych itp.) powodowany termicznym ruchem cieczy ( lub gaz) cząstki). Ruchy Browna są konsekwencją i dowodem na istnienie ruchu termicznego.

Jądra komórek roślinnych

Brown jako pierwszy zidentyfikował jądro w komórce roślinnej i opublikował tę informację w 1831 roku. Nadał mu nazwę „Nucleus” lub „Areola”. Pierwsze określenie zostało powszechnie przyjęte i przetrwało do dziś, natomiast drugie nie zyskało szerokiego zastosowania i zostało zapomniane. Bardzo ważne jest to, że Brown nalegał na stałą obecność jądra we wszystkich żywych komórkach.

Robert Brown urodził się 21 grudnia 1773 roku w rodzinie pastora protestanckiego. Studiował w Marischal College na Uniwersytecie w Aberdeen, następnie na Uniwersytecie w Edynburgu, gdzie studiował medycynę i botanikę. W 1795 roku został asystentem chirurga w Północnym Pułku Milicji Szkockiej, z którym stacjonował w Irlandii. Tutaj Brown zbierał lokalne rośliny i spotkał angielskiego przyrodnika Josepha Banksa (1743-1820), na którego polecenie został mianowany botanikiem podczas wyprawy wysłanej w 1801 roku na statku Investigator w celu zbadania wybrzeży Australii. W 1805 roku Brown wrócił do Anglii, przywożąc ze sobą około 4000 gatunków australijskich roślin, wiele ptaków i minerałów do kolekcji Banksa.

W latach 1810-1820. Brown był odpowiedzialny za Bibliotekę Linneusza i obszerne zbiory Banksa, który był wówczas prezesem Royal Society of London. W 1820 roku został bibliotekarzem i kustoszem działu botanicznego Muzeum Brytyjskiego, dokąd przeniesiono jego zbiory po śmierci Banksa. Od 1849 do 1853 roku Robert Brown był prezesem Towarzystwa Linneusza w Londynie.

Badania morfologiczne i embriologiczne naukowca wykazały wielka wartość do zbudowania naturalnego systemu roślinnego. Brown odkrył woreczek zarodkowy w zalążku (1825), wykazał, że zalążki drzew iglastych i sagowców nie są zamknięte w jajniku, co ustaliło główną różnicę między okrytozalążkowymi i nagonasiennymi; Odkrył archegonię w zalążkach roślin iglastych. Brown jako pierwszy poprawnie opisał jądro w komórce roślinnej (1831).

W 1827 roku naukowiec przeprowadził badania nad pyłkiem roślin. Szczególnie interesował go udział pyłku w procesie zapłodnienia. Pewnego razu przyjrzał się pod mikroskopem wydłużonym ziarnom cytoplazmatycznym wyizolowanym z komórek pyłku północnoamerykańskiej rośliny Clarkia pulchella, zawieszonym w wodzie. Nagle Brown zauważył, że najmniejsze stałe ziarenka, ledwie widoczne w kropli wody, nieustannie drżą i przemieszczają się z miejsca na miejsce. Odkrył, że te ruchy, jego zdaniem, „nie są związane ani z przepływem cieczy, ani z jej stopniowym parowaniem, ale są nieodłącznie związane z samymi cząsteczkami”. Obserwację Browna potwierdzili inni naukowcy. Odkrycie to zostało później nazwane jego imieniem (