1 слайд

Работу выполнила: Макарова Екатерина, ученица 7 класса, ГОУ СОШ № 546 г.Москвы Руководитель: Казакова Ю.В., учитель физики

2 слайд

В 1827 году Броун, разглядывая под микроскопом выделенные из клеток пыльцы североамери-канского растения Clarkia pulchella взвешенные в воде цитоплазматические зёрна, неожиданно обнаружил, что они непрерывно дрожат и передвигаются с места на место.

3 слайд

Цель работы: пронаблюдать и изучить броуновское движение частиц, взвешенных в воде. Объект исследования: броуновское движение. Предмет исследования: особенности наблюдения и характер броуновского движения. Место проведения работы: Учебно-научный радиофизический центр МПГУ

4 слайд

Задачи исследования: Изучить историю открытия броуновского движения. Изучить значение открытия броуновского движения для развития науки. Выяснить влияние разных факторов на характер броуновского движения. Провести эксперимент по наблюдению броуновского движения. Методы исследования: Изучение литературы и материалов сайтов Интернета по данной теме. Изучение характера броуновского движения при помощи модели. Наблюдение броуновского движения.

5 слайд

В 1824 г. появляется новый тип микроскопа, обеспечивающий увеличение в 500-1000 раз. Он позволял увеличить частицы, до размера 0,1-1 мм Но в своей статье Броун специально подчеркивает, что у него были обычные двояковыпуклые линзы, значит он мог увеличивать объекты не более, чем в 500 раз, то есть частицы увеличивались до размера всего 0,05-0,5 мм. Величина пыльцевых клеток колеблется от 2,5 мкм до 250 мкм Броуновские частицы имеют размер порядка 0,1–1 мкм. Микроскопы 18 века

6 слайд

Ещё в 1670 году изобретатель микроскопа голландец Антони Левенгук возможно наблюдал аналогичное явление, так как его микроскоп давал увеличение до 300 раз, но зачаточное состояние молекулярного учения в то время не привлекли внимания к наблюдению Левенгука. Антони ван Левенгук (1632-1723)

7 слайд

Отрывок из поэмы Лукреция Кара «О природе вещей» Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет проникает В наши жилища и мрак прорезает своими лучами, Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая, Мечутся взад и вперёд в лучистом сиянии света…

8 слайд

Низкая температура (1 мин) Высокая температура (1 мин) Сравнение характера движения частицы при помощи модели броуновского движения

9 слайд

Выводы: Броуновские частицы движутся под влиянием беспорядочных ударов молекул. Броуновское движение является хаотичным. По траектории частицы можно судить об интенсивности движения, чем меньше масса частицы, тем интенсивней становится движение. Интенсивность броуновского движения прямо зависит от температуры. Броуновское движение никогда не прекращается.

10 слайд

Мариан Смолуховский (1872–1917) Впервые в 1904 году дал строгое объяснение броуновского движения

11 слайд

Альберт Эйнштейн (1879-1955) В 1905 году создал первую количественную теорию броуновского движения. С помощью статистических методов он вывел формулу для среднего значения квадрата смещения броуновской частицы: где B - подвижность частицы, которая обратно пропорциональна вязкости среды и размеру частицы, t – время наблюдения, Т – температура жидкости. < r 2 > = 6kTBt

12 слайд

Жан Батист Перрен (1870 - 1942) В 1906 году начал проводить опыты, подтвердившие теорию Эйнштейна. Подводя итоги в 1912 году, он заявил: «Атомная теория восторжествовала. Некогда многочисленные, её противники повержены и один за другим отрекаются от своих взглядов, в течение столь долгого времени считавшихся обоснованными и полезными». В 1926 г. Перрен получил Нобелевскую премию за работу по «дискретной природе материи»

13 слайд

Броуновское движение частицы гуммигута в воде. Точками отмечены последовательные положения частицы через 30 с. Наблюдения велись под микроскопом при увеличении ок. 3000. Размер частиц около 1 мкм. Одна клетка соответствует расстоянию 3,4 мкм.

14 слайд

МИКРОСКОП NIKON Eclipse LV 100 Видеокамера Окуляр Предметный столик Объектив Монитор Винты для горизонтального перемещения предметного столика Винты для настройки резкости

15 слайд

16 слайд

17 слайд

18 слайд

19 слайд

20 слайд

21 слайд

22 слайд

Выводы: 1. Броуновское движение могло случайно наблюдаться учёными до Броуна, но из-за несовершенства микроскопов и отсутствия представления о молеку-лярном строении веществ, оно никем не изучалось. После Броуна оно изучалось многими учёными, но дать ему объяснение никто не смог. 2. Создание количественной теории броуновского движения Эйнштейном и её экспериментальное подтверждение Перреном позволило убедительно доказать существование молекул и их непрерывного беспорядочного движения. 3. Причины броуновского движения - тепловое движение молекул среды и отсутствие точной компенсации ударов, испытываемых частицей со стороны окружающих её молекул. 4. На интенсивность броуновского движения влияет размер и масса броуновской частицы, температура и вязкость жидкости. 5. Наблюдение броуновского движения весьма сложная задача, так как надо: уметь пользоваться микроскопом, исключить влияние негативных внешних факторов (вибрации, наклон стола), проводить наблюдение быстро, пока жидкость не испарилась.

24 слайд

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/broun.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

Движется будто без причины. Значение открытия броуновского движения . движение показало,что все тела состоят из отдельных... , которые находятся в непрерывном беспорядочном движении . Факт существования броуновского движения доказывает молекулярное строение материи. Используемые...

... «модели мира». 1 Показать значимость диффузии и броуновского движения для различных разделов физики. Формирование научного мировоззрения. ... свободного пространства? 1. движение 3. Беспрерывное хаотическое движение молекул 2. Диффузия 4. движение и диффузия 5 Ни...

Диплом: Исследование модели фрактальн...

Тема дипломной работы: Исследование модели фрактального броуновского движения Студент: X Руководитель: X 1 Основные определения Непрерывный гауссовский... s 2 1 2H t 2H ts 2H называется фрактальным броуновским движением (ФБД) с показателем автомодельности Харста 0 H 1. При...

Молекулярная физика (электронный учеб...

Позволяют видеть отдельные атомы и молекулы. движение движение - беспорядочное движение малых (размерами в нескольких мкм и менее... положений прямыми линиями даёт условную картину движения . Выводы теории броуновское движение . . блестяще согласуются с экспериментом, ...

О наблюдениях в микроскоп...", в котором описал открытое им движение броуновских частиц. движение - это тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц. 1827 год...

Стороны шар будет перескакивать на новое место. движение – это хаотическое движение мелких частиц твёрдого вещества под ударами молекул... жидкости или газа, в которых эти частицы находятся. движение Диффузия Явление самопроизвольного проникновения частиц одного вещества в...

... : Тепловое движение молекул в газе: движение - это тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе. движение : Броуновская частица среди молекул: Траектория движения 3 - х броуновских частиц...

В его исследованиях по теории теплоты находилось броуновское движение . В статье 1905 О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом... и его формула для броуновского движения позволяли определить число молекул. Если работы по теории броуновского движения продолжили и логически завершили...

Слайд 1

Броуновское движение.
Выполнили: Баковская Юлия и Возняк Альбина, ученицы 10 класса Проверила: Ципенко Л.В., учитель физики 2012 г.

Слайд 2

Бро́уновское движе́ние - в естествознании, беспорядочное движение микроскопических, видимых, взвешенных в жидкости (или газе) частиц твёрдого вещества (пылинки, частички пыльцы растения и так далее), вызываемое тепловым движением частиц жидкости (или газа). Не следует смешивать понятия «броуновское движение» и «тепловое движение»: броуновское движение является следствием и свидетельством существования теплового движения.

Слайд 3

Сущность явления
Броуновское движение происходит из-за того, что все жидкости и газы состоят из атомов или молекул - мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон. Было установлено, что крупные частицы с размерами более 5 мкм в броуновском движении практически не участвуют (они неподвижны или седиментируют), более мелкие частицы (менее 3 мкм) двигаются поступательно по весьма сложным траекториям или вращаются. Когда в среду погружено крупное тело, то толчки, происходящие в огромном количестве, усредняются и формируют постоянное давление. Если крупное тело окружено средой со всех сторон, то давление практически уравновешивается, остаётся только подъёмная сила Архимеда - такое тело плавно всплывает или тонет. Если же тело мелкое, как броуновская частица, то становятся заметны флуктуации давления, которые создают заметную случайно изменяющуюся силу, приводящую к колебаниям частицы. Броуновские частицы обычно не тонут и не всплывают, а находятся в среде во взвешенном состоянии.

Слайд 4

Открытие броуновского движения
Это явление открыто Р. Броуном в 1827 году, когда он проводил исследования пыльцы растений.Шотландский ботаник Роберт Броун (иногда его фамилию транскрибируют как Браун) ещё при жизни как лучший знаток растений получил титул «князя ботаников». Он сделал много замечательных открытий. В 1805 после четырёхлетней экспедиции в Австралию привез в Англию около 4000 видов не известных ученым австралийских растений и много лет посвятил их изучению. Описал растения, привезенные из Индонезии и Центральной Африки. Изучал физиологию растений, впервые подробно описал ядро растительной клетки. Петербургская Академия наук сделала его своим почетным членом. Но имя учёного сейчас широко известно вовсе не из-за этих работ. В 1827 Броун проводил исследования пыльцы растений. Он, в частности, интересовался, как пыльца участвует в процессе оплодотворения. Как-то он разглядывал под микроскопом выделенные из клеток пыльцы североамериканского растения Clarkia pulchella (кларкии хорошенькой) взвешенные в воде удлиненные цитоплазматические зерна. Неожиданно Броун увидел, что мельчайшие твёрдые крупинки, которые едва можно было разглядеть в капле воды, непрерывно дрожат и передвигаются с места на место. Он установил, что эти движения, по его словам, «не связаны ни с потоками в жидкости, ни с ее постепенным испарением, а присущи самим частичкам». Сейчас, чтобы повторить наблюдение Броуна, достаточно иметь не очень сильный микроскоп и рассмотреть с его помощью дым в зачерненной коробочке, освещенный через боковое отверстие лучом интенсивного света. В газе явление проявляется значительно ярче, чем в жидкости: видны рассеивающие свет маленькие клочки пепла или сажи (в зависимости от источника дыма), которые непрерывно скачут туда и сюда. Удается наблюдать броуновское движение и в растворе туши: при увеличении 400х движение частиц уже легко различимо. Как это часто бывает в науке, спустя многие годы историки обнаружили, что ещё в 1670 изобретатель микроскопа голландец Антони Левенгук, видимо, наблюдал аналогичное явление, но редкость и несовершенство микроскопов, зачаточное состояние молекулярного учения в то время не привлекли внимания к наблюдению Левенгука, поэтому открытие справедливо приписывают Броуну, который впервые подробно его изучил и описал.

Юлдашева Лолита

Биография Роберта Броуна, опыт с цветочной пыльцой, причины броуновского движения.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Презентация по физике «Броуновское движение» ученицы 7 класса ГБОУ СОШ № 1465 имени адмирала Н.Г. Кузнецова Юлдашевой Лолиты Учитель физики: Л.Ю. Круглова

Броуновское движение

Биография Роберта Броуна (1773-1858) Британский (шотландский) ботаник конца XVIII - первой половины XIX века, морфолог и систематик растений, первооткрыватель «броуновского движения ». Родился 21 декабря 1773 года в Монтрозе в Шотландии, учился в Абердине, в Эдинбургском университете в 1789-1795 годах изучал медицину и ботанику. В 1795 году поступил фенрихом (прапорщиком) и помощником хирурга в Северный полк шотландской милиции, с которым находился в Ирландии. Здесь он собирал местные растения и встретил ботаника сэра Джозефа Банкса. Усердные занятия естественными науками снискали ему дружбу Банкса, по рекомендации которого он был назначен ботаником в экспедиции, отправленной в 1801 году на корабле « Инвестигейтор » (англ. Investigator) под начальством капитана Флиндерса для исследования берегов Австралии. Вместе с художником Фердинандом Бауэром он посетил некоторые части Австралии, затем Тасманию и острова Бассова пролива. Более всего его интересовали флора и фауна этих стран. В 1805 году Броун возвратился в Англию, привезя с собой около 4 000 видов австралийских растений, множество птиц и минералов для коллекции Банкса; он потратил несколько лет на разработку этого богатого материала, какого ещё никто никогда не привозил из дальних стран. Описал растения, привезенные из Индонезии и Центральной Африки. Изучал физиологию растений, впервые подробно описал ядро растительной клетки. Петербургская Академия наук сделала его своим почетным членом. Но имя ученого сейчас широко известно вовсе не из-за этих работ. Член Лондонского королевского общества (с 1810 года). С 1810 по 1820 год Роберт Броун заведовал Линнеевской библиотекой и обширными коллекциями своего покровителя Банкса, президента Лондонского королевского общества. В 1820 году он стал библиотекарем и хранителем ботанического отделения Британского музея, куда после смерти Банкса были переданы коллекции последнего.

Опыт Роберта Броуна Броун в тиши лондонского кабинета в 1827 г. изучал посредствам микроскопа добытые экземпляры растений. Очередь дошла до цветочной пыльцы, представляющей собой, по сути, мелкодисперсные крупинки. Капнув на покровное стеклышко капельку воды, Броун внёс туда некоторое количество цветочной пыльцы. Посмотрев в микроскоп, Броун обнаружил, что в фокальной плоскости микроскопа происходит непонятное. Частицы пыльцы постоянно перемещались хаотичным образом, не позволяя исследователю их рассмотреть. Броун решил поведать о своих наблюдениях коллегам. Опубликованная Броуном статья имела типичное для того неторопливого времени название: «Краткий отчёт о микроскопических наблюдениях, проведенных над частицами в июне и августе 1827 г., содержащимися в пыльце растений; и о существовании активных молекул в органических и неорганических телах».

Броуновское движение Наблюдение Броуна подтвердили другие ученые. Мельчайшие частички вели себя, как живые, причем «танец» частиц ускорялся с повышением температуры и с уменьшением размера частиц и явно замедлялся при замене воды более вязкой средой. Это удивительное явление никогда не прекращалось: его можно было наблюдать сколь угодно долго. Поначалу Броун подумал даже, что в поле микроскопа действительно попали живые существа, тем более, что пыльца – это мужские половые клетки растений, однако так же вели частички из мертвых растений, даже из засушенных за сто лет до этого в гербариях.

Тогда Броун подумал, не есть ли это «элементарные молекулы живых существ», о которых говорил знаменитый французский естествоиспытатель Жорж Бюффон (1707–1788), автор 36-томной Естественной истории. Это предположение отпало, когда Броун начал исследовать явно неживые объекты; сначала это были очень мелкие частички угля, а также сажи и пыли лондонского воздуха, затем тонко растертые неорганические вещества: стекло, множество различных минералов. «Активные молекулы» оказались повсюду: «В каждом минерале, – писал Броун, – который мне удавалось измельчить в пыль до такой степени, чтобы она могла в течение какого-то времени быть взвешенной в воде, я находил, в больших или меньших количествах, эти молекулы».

Надо сказать, что у Броуна не было каких-то новейших микроскопов. В своей статье он специально подчеркивает, что у него были обычные двояковыпуклые линзы, которыми он пользовался в течение нескольких лет. И далее пишет: «В ходе всего исследования я продолжал использовать те же линзы, с которыми начал работу, чтобы придать больше убедительности моим утверждениям и чтобы сделать их как можно более доступными для обычных наблюдений».

Сейчас чтобы повторить наблюдение Броуна достаточно иметь не очень сильный микроскоп и рассмотреть с его помощью дым в зачерненной коробочке, освещенный через боковое отверстие лучом интенсивного света. В газе явление проявляется значительно ярче, чем в жидкости: видны рассеивающие свет маленькие клочки пепла или сажи (в зависимости от источника дыма), которые непрерывно скачут туда и сюда. Качественно картина была вполне правдоподобной и даже наглядной. Примерно так же должны перемещаться маленькая веточка или жучок, которых толкают (или тянут) в разные стороны множество муравьев. Эти более мелкие частицы на самом деле были в лексиконе ученых, только их никто никогда не видел. Называли их молекулами; в переводе с латинского это слово и означает «маленькая масса».

Траектории движения броуновских частиц

Броуновские частицы имеют размер порядка 0,1–1 мкм, т.е. от одной тысячной до одной десятитысячной доли миллиметра, потому-то Броуну и удалось разглядеть их перемещение, что он рассматривал крошечные цитоплазматические зернышки, а не саму пыльцу (о чем часто ошибочно пишут). Дело в том, что клетки пыльцы слишком большие. Так, у пыльцы луговых трав, которая переносится ветром и вызывает аллергические заболевания у людей (поллиноз), размер клеток обычно находится в пределах 20 – 50 мкм, т.е. они слишком велики для наблюдения броуновского движения. Важно отметить также, что отдельные передвижения броуновской частицы происходят очень часто и на очень малые расстояния, так что увидеть их невозможно, а под микроскопом видны перемещения, происшедшие за какой-то промежуток времени. Казалось бы, сам факт существования броуновского движения однозначно доказывал молекулярное строение материи, однако даже в начале 20 в. были ученые, и в их числе – физики и химики, которые не верили в существование молекул. Атомно-молекулярная теория лишь медленно и с трудом завоевывала признание.

Броуновское движение и диффузия. Перемещение броуновских частиц внешне весьма напоминает перемещение отдельных молекул в результате их теплового движения. Такое перемещение называется диффузией. Еще до работ Смолуховского и Эйнштейна были установлены законы движения молекул в наиболее простом случае газообразного состояния вещества. Оказалось, что молекулы в газах движутся очень быстро – со скоростью пули, но далеко «улететь» не могут, так как очень часто сталкиваются с другими молекулами. Например, молекулы кислорода и азота в воздухе, двигаясь в среднем со скоростью примерно 500 м/с, испытывают каждую секунду более миллиарда столкновений. Поэтому путь молекулы, если бы могли за ним проследить, представлял бы собой сложную ломаную линию. Подобную же траекторию описывают и броуновские частицы, если фиксировать их положение через определенные промежутки времени. И диффузия, и броуновское движение являются следствием хаотичного теплового движения молекул и потому описываются сходными математическими зависимостями. Различие состоит в том, что молекулы в газах движутся по прямой, пока не столкнутся с другими молекулами, после чего меняют направление движения.

Броуновская же частица никаких «свободных полетов», в отличие от молекулы, не совершает, а испытывает очень частые мелкие и нерегулярные «дрожания», в результате которых она хаотически смещается то в одну, то в другую сторону. Как показали расчеты, для частицы размером 0,1 мкм одно перемещение происходит за три миллиардные доли секунды на расстояние всего 0,5 нм (1 нм = м). По меткому выражению одного автора, это напоминает перемещения пустой банки из-под пива на площади, где собралась толпа людей. Диффузию наблюдать намного проще, чем броуновское движение, поскольку для этого не нужен микроскоп: наблюдаются перемещения не отдельных частиц, а огромной их массы, нужно только обеспечить, чтобы на диффузию не накладывалась конвекция – перемешивание вещества в результате вихревых потоков (такие потоки легко заметить, капнув каплю окрашенного раствора, например, чернил, в стакан с горячей водой).

Причины Броуновского движения. Броуновское движение происходит из-за того, что все жидкости и газы состоят из атомов или молекул - мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон. Было установлено, что крупные частицы с размерами более 5 мкм в броуновском движении практически не участвуют (они неподвижны или седиментируют), более мелкие частицы (менее 3 мкм) двигаются поступательно по весьма сложным траекториям или вращаются. Когда в среду погружено крупное тело, то толчки, происходящие в огромном количестве, усредняются и формируют постоянное давление. Если крупное тело окружено средой со всех сторон, то давление практически уравновешивается, остаётся только подъёмная сила Архимеда - такое тело плавно всплывает или тонет. Если же тело мелкое, как броуновская частица, то становятся заметны флуктуации давления, которые создают заметную случайно изменяющуюся силу, приводящую к колебаниям частицы. Броуновские частицы обычно не тонут и не всплывают, а находятся в среде во взвешенном состоянии.

состоят из атомов или молекул - мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон. Было установлено, что крупные частицы с размерами более 5мкм в броуновском движении практически не участвуют (они неподвижны или седиментируют), более мелкие частицы (менее 3 мкм) двигаются поступательно по весьма сложным траекториям или вращаются. Когда в среду погружено крупное тело, то толчки, происходящие в огромном количестве, усредняются и формируют постоянное давление. Если крупное тело окружено средой со всех сторон, то давление практически уравновешивается, остаётся только подъёмная сила Архимеда - такое тело плавно всплывает или тонет. Если же тело мелкое, как броуновская частица, то становятся заметны флуктуации давления, которые создают заметную случайно изменяющуюся силу, приводящую к колебаниям частицы. Броуновские частицы обычно не тонут и не всплывают, а находятся в среде во взвешенном состоянии.

Свойства по химии