Глава 3. Молекулярная физика и термодинамика

Модель 3.1.  Броуновское движение

Броуновское движение – это тепловое хаотическое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе. Броуновские частицы движутся под влиянием беспорядочных ударов молекул.

Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана А. Энштейном. Главный вывод теории состоит в том, что квадрат смещения <r²> броуновской частицы от начального положения, усредненный по многим броуновским частицам, пропорционален времени наблюдения (диффузионный закон). При этом сам коэффициент пропорциональности растет при увеличении абсолютной температуры T.

Компьютерная модель демонстрирует хаотическое движение броуновской частицы в идеальном двумерном газе. Через равные промежутки времени компьютер определяет координату броуновской частицы и вычисляет квадрат ее смещения из положения равновесия, усредненный по всем предшествующим отсчетам. Через каждые 100 шагов компьютер автоматически переключается на следующую частицу. То же происходит при нажатии кнопки Сброс.