Presentación de física "Movimiento browniano. La estructura de la materia"
Descripción de la presentación en diapositivas individuales:
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MOVIMIENTO BROWNIANO En el verano de 1827, Brown, al estudiar el comportamiento del polen bajo un microscopio, descubrió repentinamente que las esporas individuales realizan movimientos impulsivos absolutamente caóticos. Determinó con certeza que estos movimientos no estaban relacionados de ninguna manera ni con los remolinos y corrientes de agua, ni con su evaporación, después de lo cual, habiendo descrito la naturaleza del movimiento de las partículas, firmó honestamente su propia impotencia para explicar el origen de este movimiento caótico. Sin embargo, siendo un experimentador meticuloso, Brown descubrió que tal movimiento caótico es característico de cualquier partícula microscópica, ya sea polen de plantas, suspensiones minerales o cualquier sustancia triturada en general.
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El movimiento browniano es el movimiento térmico de las partículas más pequeñas suspendidas en un líquido o gas. Las partículas brownianas se mueven bajo la influencia de impactos moleculares. Debido a la aleatoriedad del movimiento térmico de las moléculas, estos impactos nunca se equilibran entre sí. Como resultado, la velocidad de una partícula browniana cambia aleatoriamente en magnitud y dirección, y su trayectoria es una línea compleja en zigzag.
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FUERZAS DE INTERACCIÓN Si no hubiera fuerzas de atracción entre las moléculas, entonces todos los cuerpos bajo cualquier condición estarían solo en estado gaseoso. Pero las fuerzas de atracción por sí solas no pueden asegurar la existencia de formaciones estables de átomos y moléculas. A distancias muy pequeñas entre moléculas, necesariamente actúan fuerzas repulsivas. Debido a esto, las moléculas no se penetran entre sí y las piezas de materia nunca se reducen al tamaño de una molécula.
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Aunque, en general, las moléculas son eléctricamente neutras, sin embargo, fuerzas eléctricas significativas actúan entre ellas a distancias cortas: hay una interacción - electrones y núcleos atómicos de moléculas vecinas FUERZAS DE INTERACCIÓN
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ESTADOS AGREGADOS DE UNA SUSTANCIA Dependiendo de las condiciones, una misma sustancia puede estar en diferentes estados de agregación. Las moléculas de una sustancia en estado sólido, líquido o gaseoso no difieren entre sí. Estado de agregación sustancia está determinada por la ubicación, la naturaleza del movimiento y la interacción de las moléculas.
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PROPIEDADES DE LOS CUERPOS SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASEOSAS. El estado de la materia. Ubicación de las partículas. La naturaleza del movimiento de las partículas. Energía de interacción. Algunas propiedades. Sólido. Las distancias son comparables a los tamaños de las partículas. Verdaderamente cuerpos solidos tienen una estructura cristalina (orden de orden de largo alcance). Oscilaciones alrededor de la posición de equilibrio. La energía potencial es mucho mayor que la energía cinética. Las fuerzas de interacción son grandes. Conserva la forma y el volumen. Elasticidad. Fortaleza. Dureza. Tienen un punto de fusión y cristalización definido. Líquido Situado casi cerca uno del otro. Se observa un orden de orden de corto alcance. Básicamente, oscilan alrededor de la posición de equilibrio, saltando ocasionalmente a otra. La energía cinética es solo un poco menor en módulo de la energía potencial. Conservan el volumen, pero no conservan su forma. Poco compresible. Líquido. Gaseoso. Las distancias son mucho mayores que los tamaños de las partículas. La ubicación es completamente caótica. Movimiento caótico con numerosas colisiones. Las velocidades son relativamente altas. La energía cinética es mucho mayor que la energía potencial en valor absoluto. No conservan su forma ni su volumen. Fácilmente comprimible. Llene todo el volumen proporcionado a ellos.
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El gas se expande hasta llenar todo el volumen que se le ha asignado. Si consideramos un gas a nivel molecular, veremos moléculas que se precipitan al azar y chocan entre sí y con las paredes del recipiente, que, sin embargo, prácticamente no interactúan entre sí. Si aumenta o disminuye el volumen del recipiente, las moléculas se redistribuirán uniformemente en el nuevo volumen.ESTRUCTURA DEL GAS
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ESTRUCTURA DE LOS GASES 1. Las moléculas no interactúan entre sí 2. Las distancias entre las moléculas son decenas de veces mayores que el tamaño de las moléculas 3. Los gases se comprimen fácilmente 4. Altas velocidades de movimiento de las moléculas 5. Ocupan todo el volumen del recipiente 6. Los impactos de las moléculas crean presión de gas
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Un líquido a una temperatura dada ocupa un volumen fijo, sin embargo, también toma la forma de un recipiente lleno, pero solo por debajo de su nivel superficial. A nivel molecular, la forma más fácil de pensar en un líquido es como moléculas esféricas que, aunque están en estrecho contacto entre sí, tienen la libertad de rodar unas alrededor de otras, como cuentas redondas en un frasco. Vierta un líquido en un recipiente, y las moléculas se esparcirán rápidamente y llenarán la parte inferior del volumen del recipiente, como resultado, el líquido tomará su forma, pero no se esparcirá en todo el volumen del recipiente. ESTRUCTURA DE LOS LÍQUIDOS
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El trabajo fue completado por: Makarova Ekaterina, estudiante de séptimo grado, escuela secundaria GOU No. 546, Moscú Supervisor: Kazakova Yu.V., profesor de física
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En 1827, Brown, al examinar granos citoplasmáticos suspendidos en agua aislados de células de polen de la planta norteamericana Clarkia pulchella bajo un microscopio, descubrió inesperadamente que temblaban constantemente y se movían de un lugar a otro.
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Objeto del trabajo: observar y estudiar el movimiento browniano de partículas suspendidas en agua. Objeto de estudio: Movimiento browniano. Tema de estudio: características de la observación y la naturaleza del movimiento browniano. Lugar de trabajo: Centro Radiofísico Educativo y Científico de la Universidad Pedagógica Estatal de Moscú
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Objetivos de la investigación: Estudiar la historia del descubrimiento del movimiento browniano. Estudiar la importancia del descubrimiento del movimiento browniano para el desarrollo de la ciencia. Descubra la influencia de varios factores en la naturaleza del movimiento browniano. Realice un experimento para observar el movimiento browniano. Métodos de investigación: El estudio de la literatura y los materiales de los sitios de Internet sobre este tema. Estudiar la naturaleza del movimiento browniano con la ayuda de un modelo. Observación del movimiento browniano.
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En 1824 aparece un nuevo tipo de microscopio que proporciona un aumento de 500 a 1000 veces. Hizo posible agrandar partículas, hasta un tamaño de 0,1-1 mm, pero en su artículo, Brown enfatiza específicamente que tenía lentes biconvexas ordinarias, lo que significa que no podía aumentar los objetos más de 500 veces, es decir, las partículas. aumentó a un tamaño de sólo 0,05-0,5 mm. El tamaño de las células de polen oscila entre 2,5 µm y 250 µm. Las partículas brownianas tienen un tamaño del orden de 0,1–1 µm. microscopios del siglo 18
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Ya en 1670, el inventor del microscopio, el holandés Anthony Leeuwenhoek, pudo haber observado un fenómeno similar, ya que su microscopio daba un aumento de hasta 300 veces, pero el estado embrionario de la ciencia molecular en ese momento no llamó la atención. La observación de Leeuwenhoek. Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723)
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Un extracto del poema de Lucrecio Cara "Sobre la naturaleza de las cosas" Mira: cada vez que la luz del sol penetra en nuestras viviendas y atraviesa la oscuridad con sus rayos, Verás muchos cuerpos pequeños en el vacío, parpadeando, Corriendo de un lado a otro en el radiante resplandor de luz...
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Baja temperatura(1 min) Alta temperatura (1 min) Comparación de patrones de movimiento de partículas mediante el modelo de movimiento browniano
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Conclusiones: Las partículas brownianas se mueven bajo la influencia de impactos aleatorios de moléculas. El movimiento browniano es caótico. Según la trayectoria de la partícula, se puede juzgar la intensidad del movimiento, cuanto menor es la masa de la partícula, más intenso se vuelve el movimiento. La intensidad del movimiento browniano depende directamente de la temperatura. El movimiento browniano nunca se detiene.
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Marian Smoluchowski (1872–1917) Primero dio una explicación rigurosa del movimiento browniano en 1904
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Albert Einstein (1879-1955) Creó la primera teoría cuantitativa del movimiento browniano en 1905. Usando métodos estadísticos, derivó una fórmula para el valor promedio del desplazamiento al cuadrado de una partícula browniana: donde B es la movilidad de la partícula, que es inversamente proporcional a la viscosidad del medio y el tamaño de la partícula, t es el tiempo de observación, T es la temperatura del líquido.< r 2 >= 6kTBt
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Jean-Baptiste Perrin (1870 - 1942) En 1906 comenzó a realizar experimentos que confirmaron la teoría de Einstein. Resumiendo en 1912, declaró: “La teoría atómica ha triunfado. Una vez numerosos, sus oponentes son derrotados y uno por uno renuncian a sus puntos de vista, por tanto tiempo considerados razonables y útiles. En 1926 Perrin recibió premio Nobel por su trabajo sobre "la naturaleza discreta de la materia"
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Movimiento browniano de partículas de goma en agua. Los puntos marcan posiciones sucesivas de la partícula después de 30 s. Las observaciones se realizaron al microscopio con un aumento de aprox. 3000. Tamaño de partícula de aproximadamente 1 micra. Una celda corresponde a una distancia de 3,4 µm.
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MICROSCOPIO NIKON Eclipse LV 100 Videocámara Ocular Platina del objeto Objetivo Monitor Tornillos para el movimiento horizontal de la platina del objeto Tornillos de ajuste de nitidez
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Conclusiones: 1. Los científicos anteriores a Brown pudieron observar accidentalmente el movimiento browniano, pero debido a la imperfección de los microscopios y la falta de comprensión de la estructura molecular de las sustancias, nadie lo estudió. Después de Brown, fue estudiado por muchos científicos, pero nadie pudo darle una explicación. 2. La creación de la teoría cuantitativa del movimiento browniano por parte de Einstein y su confirmación experimental por parte de Perrin hicieron posible demostrar de manera convincente la existencia de moléculas y su movimiento aleatorio continuo. 3. Las causas del movimiento browniano son el movimiento térmico de las moléculas del medio y la falta de compensación exacta de los impactos experimentados por la partícula de las moléculas que la rodean. 4. La intensidad del movimiento browniano se ve afectada por el tamaño y la masa de la partícula browniana, la temperatura y la viscosidad del líquido. 5. La observación del movimiento browniano es una tarea muy difícil, ya que es necesario: poder usar un microscopio, excluir la influencia de factores externos negativos (vibraciones, inclinación de la mesa), realizar la observación rápidamente , hasta que el líquido se haya evaporado.
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http://ru.wikipedia.org http://krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/BROUNOVSKOE_DVIZHENIE.html http://www.physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/brow_txt.htm http://bse .sci-lib.com/article001503.html http://scorcher.ru/art/theory/determinism/brown.php http://marklv.narod.ru/mkt/ris2.htm http://elementy.ru/ trefil/30 http://allphysics.ru/phys/brounovskoe-dvizhenie http://dxdy.ru/topic24041.html http://vita-club.ru/micros1.htm
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Movimiento browniano.
Completado por: Bakovskaya Julia y Vozniak Albina, estudiantes del 10° grado Verificado por: Tsypenko L.V., profesor de física en 2012
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Movimiento browniano: en las ciencias naturales, el movimiento aleatorio de partículas sólidas microscópicas, visibles y suspendidas en un líquido (o gas) (partículas de polvo, partículas de polen de plantas, etc.), causado por el movimiento térmico de partículas de un líquido ( o gasolina). Los conceptos de "movimiento browniano" y "movimiento térmico" no deben confundirse: el movimiento browniano es una consecuencia y evidencia de la existencia del movimiento térmico.
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La esencia del fenómeno.
El movimiento browniano ocurre debido al hecho de que todos los líquidos y gases consisten en átomos o moléculas, las partículas más pequeñas que están en constante movimiento térmico caótico y, por lo tanto, empujan continuamente la partícula browniana desde diferentes lados. Se encontró que las partículas grandes mayores de 5 µm prácticamente no participan en el movimiento browniano (son inmóviles o sedimentan), las partículas más pequeñas (menos de 3 µm) avanzan a lo largo de trayectorias muy complejas o rotan. Cuando un cuerpo grande se sumerge en el medio, entonces los choques que ocurren en numero enorme, se promedian y forman una presión constante. Si un cuerpo grande está rodeado por un medio por todos lados, entonces la presión está prácticamente equilibrada, solo queda la fuerza de elevación de Arquímedes: dicho cuerpo flota o se hunde suavemente. Si el cuerpo es pequeño, como una partícula browniana, las fluctuaciones de presión se vuelven perceptibles, lo que crea una fuerza que cambia aleatoriamente y produce oscilaciones de la partícula. Las partículas brownianas normalmente no se hunden ni flotan, sino que están suspendidas en un medio.
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Descubrimiento del movimiento browniano
Este fenómeno fue descubierto por R. Brown en 1827, cuando estaba realizando una investigación sobre el polen de las plantas. El botánico escocés Robert Brown (a veces su apellido se transcribe como Brown) durante su vida, como el mejor conocedor de plantas, recibió el título de " príncipe de los botánicos". Hizo muchos descubrimientos maravillosos. En 1805, tras una expedición de cuatro años a Australia, trajo a Inglaterra unas 4.000 especies de plantas australianas desconocidas para los científicos y dedicó muchos años a estudiarlas. Plantas descritas traídas de Indonesia y África Central. Estudió fisiología vegetal, describió por primera vez en detalle el núcleo de una célula vegetal. La Academia de Ciencias de San Petersburgo lo nombró miembro honorario. Pero el nombre del científico ahora es ampliamente conocido no por estos trabajos. En 1827, Brown realizó una investigación sobre el polen de las plantas. Él, en particular, estaba interesado en cómo el polen está involucrado en el proceso de fertilización. Una vez, bajo un microscopio, examinó granos citoplasmáticos alargados suspendidos en agua aislados de las células de polen de la planta norteamericana Clarkia pulchella (bonita clarkia). De repente, Brown vio que los granos duros más pequeños, que apenas se podían ver en una gota de agua, temblaban constantemente y se movían de un lugar a otro. Encontró que estos movimientos, en sus palabras, "no están asociados ni con flujos en el líquido ni con su evaporación gradual, sino que son inherentes a las propias partículas". Ahora, para repetir la observación de Brown, basta con tener un microscopio no muy potente y usarlo para examinar el humo en una caja ennegrecida, iluminada a través de un orificio lateral con un haz de luz intensa. En un gas, el fenómeno se manifiesta mucho más vívidamente que en un líquido: pequeñas manchas de ceniza u hollín (dependiendo de la fuente del humo) son visibles dispersando la luz, que salta continuamente de un lado a otro. También es posible observar el movimiento browniano en la solución de tinta: con un aumento de 400x, el movimiento de las partículas ya es fácilmente distinguible. Como suele ocurrir en la ciencia, muchos años después, los historiadores descubrieron que allá por 1670, el inventor del microscopio, el holandés Anthony Leeuwenhoek, aparentemente observó un fenómeno similar, pero la rareza y la imperfección de los microscopios, el estado embrionario de la ciencia molecular. en ese momento no llamó la atención la observación de Leeuwenhoek, por lo tanto, el descubrimiento se atribuye correctamente a Brown, quien primero lo estudió y lo describió en detalle.
Parece moverse sin razón. Valor de apertura browniano movimientos . movimienot mostró que todos los cuerpos consisten en separados ... , que están en continuo desorden movimienot. El hecho de la existencia browniano movimientos demuestra la estructura molecular de la materia. Usó...
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Sobre las observaciones a través de un microscopio...", en el que describía lo que había descubierto movimienot browniano partículas movimienot- es térmico movimienot partículas suspendidas en un líquido o gas. 1827...
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En sus estudios sobre la teoría del calor, browniano movimienot. En el artículo 1905 O movimienot partículas suspendidas en un fluido en reposo, requeridas... y su fórmula para browniano movimientos permitió determinar el número de moléculas. Si funciona en teoría. browniano movimientos continuado y lógicamente completado...
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Diapositivas de presentación
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LECCIÓN DE FÍSICA EN 10 CLASE
Movimiento browniano. La estructura de la materia Profesor Kononov Gennady Grigorievich Escuela secundaria No. 29 Distrito Slavyansky del Territorio de Krasnodar
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MOVIMIENTO BROWNIANO
En el verano de 1827, Brown, mientras estudiaba el comportamiento del polen bajo un microscopio, descubrió repentinamente que las esporas individuales realizan movimientos impulsivos absolutamente caóticos. Determinó con certeza que estos movimientos no estaban relacionados de ninguna manera ni con los remolinos y corrientes de agua, ni con su evaporación, después de lo cual, habiendo descrito la naturaleza del movimiento de las partículas, firmó honestamente su propia impotencia para explicar el origen de este movimiento caótico. Sin embargo, siendo un experimentador meticuloso, Brown descubrió que tal movimiento caótico es característico de cualquier partícula microscópica, ya sea polen de plantas, suspensiones minerales o cualquier sustancia triturada en general.
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Este es el movimiento térmico de las partículas más pequeñas suspendidas en un líquido o gas. Las partículas brownianas se mueven bajo la influencia de impactos moleculares. Debido a la aleatoriedad del movimiento térmico de las moléculas, estos impactos nunca se equilibran entre sí. Como resultado, la velocidad de una partícula browniana cambia aleatoriamente en magnitud y dirección, y su trayectoria es una línea compleja en zigzag.
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FUERZAS DE INTERACCIÓN
Si no hubiera fuerzas de atracción entre las moléculas, entonces todos los cuerpos, bajo cualquier condición, estarían solo en estado gaseoso. Pero las fuerzas de atracción por sí solas no pueden asegurar la existencia de formaciones estables de átomos y moléculas. A distancias muy pequeñas entre moléculas, necesariamente actúan fuerzas repulsivas. Debido a esto, las moléculas no se penetran entre sí y las piezas de materia nunca se reducen al tamaño de una molécula.
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ESTADOS AGREGADOS DE LA SUSTANCIA
Dependiendo de las condiciones, una misma sustancia puede estar en diferentes estados de agregación. Las moléculas de una sustancia en estado sólido, líquido o gaseoso no difieren entre sí. El estado agregado de una sustancia está determinado por la ubicación, la naturaleza del movimiento y la interacción de las moléculas.
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El gas se expande hasta llenar todo el volumen que se le ha asignado. Si consideramos un gas a nivel molecular, veremos moléculas que se precipitan al azar y chocan entre sí y con las paredes del recipiente, que, sin embargo, prácticamente no interactúan entre sí. Si aumenta o disminuye el volumen del recipiente, las moléculas se redistribuirán uniformemente en el nuevo volumen
ESTRUCTURA DE LOS GASES
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Un líquido a una temperatura dada ocupa un volumen fijo, sin embargo, también toma la forma de un recipiente lleno, pero solo por debajo de su nivel superficial. A nivel molecular, la forma más fácil de pensar en un líquido es como moléculas esféricas que, aunque están en estrecho contacto entre sí, tienen la libertad de rodar unas alrededor de otras, como cuentas redondas en un frasco. Vierta un líquido en un recipiente, y las moléculas se esparcirán rápidamente y llenarán la parte inferior del volumen del recipiente, como resultado, el líquido tomará su forma, pero no se esparcirá en todo el volumen del recipiente.
ESTRUCTURA DE LOS LÍQUIDOS
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El sólido tiene propio formulario, no se extiende sobre el volumen del recipiente y no toma su forma. A nivel microscópico, los átomos están unidos entre sí por enlaces químicos y su posición relativa entre sí es fija. Al mismo tiempo, pueden formar estructuras ordenadas rígidas (redes cristalinas) y un montón aleatorio: cuerpos amorfos (esta es precisamente la estructura de los polímeros, que parecen pasta enredada y pegajosa en un tazón).
ESTRUCTURA DE LOS CUERPOS SÓLIDOS
