Мобильная версия пока недоступна

В 1827 году Роберт Браун, английский ботаник, изучал под микроскопом пыльцу розового цветка с забавным названием "Кларкия красивенькая". Частички пыльцы этого растения крохотные, их диаметр составляет около \(6\unit{{\text{мкм}}}\) — примерно в десять раз меньше толщины человеческого волоса. Одну такую маленькую пылинку нельзя увидеть невооружённым глазом, но под микроскопом — можно.

Рассматривая пыльцу, взвешенную в капле воды, Браун обнаружил, что она неизменно дрожит в поле зрения микроскопа, как бы хорошо учёный ни закреплял стол, ни закрывал окна и ни устранял все другие возможные причины непрерывного движения. Это явление, не останавливающегося дрожания крохотных пылинок, не имеющего явной механической причины, получило название Броуновское движение. Вообще, правильнее было бы назвать его "Брауновским", но так как в английском языке фамилия учёного пишется как Brown, устоялось немного неточное первое название.

Откуда же берётся Броуновское (или Брауновское) движение? Молекулы невозможно увидеть, а крупные предметы слишком велики, чтобы воздействие отдельной молекулы сказалось на них сколько-нибудь заметно. Но частицы пыльцы удивительным образом попадают в золотую середину этих двух масштабов: они достаточно крупные, чтобы их можно было разглядеть в микроскоп, и всё-таки настолько маленькие, что столкновение с небольшим числом молекул сообщает им ощутимый толчок и приводит в заметное движение. Для песчинки обычного речного песка вряд ли получится наблюдать то же самое: она уже слишком велика, удар молекулы, и даже десятка молекул, подействует на неё слишком слабо, к тому же из-за размеров и удары будут так быстро сменять друг друга, что не успеет песчинка начать движение, скажем, направо, как прилетит молекула с обратной стороны и толкнёт её налево. А для крохотной пыльцы удары отдельных молекул происходят сравнительно реже (хотя всё ещё довольно часто), и каждый из них сказывается сильнее, поэтому дрожание пылинок оказывается можно видеть под микроскопом.

Интересный курьёз истории состоит в том, что ещё в первом веке до нашей эры римский философ и поэт Лукреций совершенно верно описал сущность явления, которое позже получило название Броуновского движения, наблюдая за танцем пылинок в луче солнечного света. Он был знаком с гипотезой Демокрита и правильно говорил о столкновениях отдельных атомов (молекул люди ещё не знали) с пылинками как о причине случайного движения, вот только тот пример, который использовал Лукреций, в отличие от наблюдений Броуна, на самом деле был вызван совершенно другим явлением: лёгким "ветерком", возникающим вблизи нагретых тел в результате теплового расширения воздуха, о котором мы подробно поговорим в будущих уроках. Таким образом, Лукреций на почти две тысячи лет раньше Брауна сделал правильные выводы из неудачного примера.