border=0

Studearjen fan de wetten fan 'e Brownyske moasje en it bepalen fan' e grutte fan suspendere dieltsjes

As wy in flüssigens beskôgje yn in sterke mikroskoop, wêrby't lytse dieltsjes dy't net yn in floeiber ûntlutsen binne (bygelyks lekkerpartijen yn wetter), dan op it mêd fan it mikroskoop kinne jo de massa fan willekeurige bewegingspartijen sjen. Dit ferskynsel wurdt de Brownyske moasje neamd.
Browniske beweging is it resultaat fan 'e gearhing fan fluidmoleeksen mei particulieren dy't yn har ynsteld binne. Sûnt de molekulêre beweging is chaotysk, krijt de dieltsjes in gruttere ympulse, op 'e iene kant, en op' e oare kant, en as gefolch it begjint ek omgeand.
De kwantitative teory fan 'e Brownyske moasje waard earst ûntwikkele troch Einstein en, sûnder him, Smoluchowski. It basisferhâlding fan dizze teory, de konklúzje dêrfan wurdt yn 'e oanbefellende literatuer neamd, wurdt de rjochting fan Einstein neamd. Dizze wet jout oan: de gemiddelde wearde fan it fjild fan 'e projeksje fan it ferplichtjen fan in Browniërske dieltsje foar in bepaalde perioade yn' e mande mei in bepaalde rjochting is proportionearre mei dizze perioade fan tiid , (1)
dêr't koeffizienten fan 'e proportionaliteit
. (2)
Ferfange (2) yn (1) krije wy:
, (3)
wêr - it gemiddelde fjouwerkant fan 'e projeksje fan' e Brownyske partykbeweging lâns in bepaalde rjochting;
- gap dieltiidbeweging tiid;
- universele gas konstant;
- de absolute temperatuer fan 'e emulsion;
- koeffizienten Viskositeit fan it medium dêr't Brownien dieltsjes ferpleatse;
- radius fan in Brownian dielik;
- Avogadro nûmer.
Formule (3) jout de gemiddelde wearde fan it fjild fan ferfange te berekkenjen, en de gemiddelde wurdt nommen foar alle partikulieren dy't belutsen binne by de beweging. Mar dizze formule is jildich foar de betsjutting fan 'e fjouwerkante wearde. in soad opfolgjende bewegings fan in ienige dieltsje op deselde yntervallen fan tiid.
Fanút in eksperiminteel punt is it makliker om krekt de beweging fan in inkele partyk te observearjen. Sokke observaasjes waarden útfierd troch de Frânske fysisist Perrin.
De foarnommen metoade foar it bepalen fan partikelgrutte is basearre op it brûken fan Einstein's wet (sjoch formule 3).

Ynstallaasje- en mjittingtechniek

  1. Beskriuwing fan de ynstallaasje. De ynstallaasje bestiet út in mikroskoop, in tekeningapparat, in illuminator en in skuorre tafel. It apparaat fan it mikroskoop en tekenapparatuer en regels fan gebrûk Yn har wurk moatte earder studearre wurde op de fabriekbeheardingen fan dizze apparaten, lykas it boek "Fysike workshop", ed. prof. V.I. Iveronova, 1963, p. I79-I8I.
  2. Emulsiearieding. As brúnske dieltsjes kinne jo dieltsjes fan lye oploste yn wetter, of dieltsjes fan in emulsion fan roazin yn in oplossing fan alkohol en wetter. Yn it lêste gefal wurdt de emulsie yn 't foarstap behannele as folget:

10 cm 2% oplossing fan stof yn alkohol yn
druppels yn 15 destillearre wetter by
grote mingd. De resultate milken
wyt emulsje wurdt op syn minst in dei foar steld
ophâlden. Yn dizze tiid binne de grutste dieltsjes
fermogen. Schermelemulsiema
is foar erfaring nommen.
Notysje Foardat de eksperiminten begjinne, is it brûk om de karmolier yn 'e resultate emulsion te ûntlofen en de oplossing fan sintrifugen.

  1. Bestimming fan 'e fergrutting fan ynstallaasje (mikroskoop mei in tekeningapparat).

a) By it oanpassen fan it ljocht fan it sichtfjild fan it mikroskoop mei help fan 'e ljochtline en de spegel, fersterkje de tekenapparat op har buis.
b) In objektmikrometer wurdt pleatst foar it mikroskoopdoel. Op in spesjale tafel fersterkje se in papier (milimeter) en soargje derfoar dat de strûken fan it mikrometerobjekt en it tip fan de potlood dúdlik sichtber binne op 'e eftergrûn fan it papier troch de tekenmasine. Set dizze stroke op it millimeterpapier. Knowing the price of dividing the object micrometer, determine the increase in installation (microscope with a drawing device).

  1. Besjoch de rjochtbank fan Einstein.
  2. 2-3 drippen fan 'e emulsie wurde ynfierd op in slide glês, earder rôlje mei alkohol, en de tarieding is ûnderdiel mei in skjinne deklasglas, sadat der gjin loftballen binne ûnder de deksel glês. Excess emulsion ûnder deksel glês wurdt fuortsmiten mei filterpapier.
  3. De tarieding wurdt yn 'e foargrûn pleatst en it mikroskoop is rjochte, in klante sichtberens fan Brownianske dieltsjes en in pylkpunt tsjin' e eftergrûn fan in blêd fan grafyk papier pleatst ûnder de spegel fan 'e tekenapparaat.
  4. Nei it besjen fan in dúdlik sichtbere beweging fan Brownian dieltsjes, wurdt it tip fan 'e potbûn kombinearre mei har ôfbylding en rjochtsline segminten ferbine de funksjes fan' e Brownian-dieltsje yn regelmjittige yntervallen, bygelyks nei 5,10,15,20 sekonden. As gefolch dêrfan wurdt in projeksje fan 'e Brownian Particle Trajectory krigen op in blêd fan grafyk papier. De punten binne nûmere (sjoch fig.).

Dan wurdt de resultaat fan de Brownie-dieltsje projektearre op 'e spesifike keazen OX-rige line en krije de punten . Untwerp fan segminten fan projektjes , berekkenje de kwadraten fan 'e projeksjes fan' e beweging fan 'e Brownianske dieltsje, bygelyks troch de tiid sekonden

  1. Dêrnei berekkenje it gemiddelde fjouwerkante fan 'e projeksje fan' e Brownian Particle Movement nei 10 sekonden:
  2. , k = 1,2,3, .. n.
  3. Mei itselde byld fan 'e trajectory fan in Brownianske partikulier (sjoch fig.), Kies de gemiddelde kwadraten fan' e projeksjes fan 'e Brownianske dielikle yn intervallen fan tiid c, c.

;
.
e) As Dêrnei is Einstein syn wet oanwêzich.

  1. Bestimming fan 'e radius fan in Brownianske dieltsje. Fan 'e formule (3) útdrukke de radius fan it Brownianske dieltsje

(4)
en it berekkenje troch te nimmen fan tafels en
= 6.023 x I023 .
Notysje As In ferheging fan ynstallaasje C, dan yn it GHS systeem krije wy
.





Sjoch ek:

Determining fan 'e koeffizienten fan ynterne friksje troch de metoade fan Stokes

Bestimming fan 'e oerflakkespektyfkoeffizient foar it opheljen fan de flüssigens yn' e kapillaren

Bestimming fan it molekulargewicht fan in ienfâldich evaporate floeistof

Bestimming fan 'e ôfhinging fan' e viskositeit fan in fluid op temperatuer troch middel fan in kapillêre viscometer

Guon eleminten fan fakuümtechnology

Return to Table of Contents: Physics

2019 @ bibinar.info