수송현상


브라운 운동

브라운 운동(Brownian motion)이라는 이름은 1828년 식물학자인 브라운(Robert Brown)이 현미경으로 꽃가루를 관측하면서 붙여졌다. 그가 표현하기를 "물에 담근 입자를 관측하는 중에 그중에서 많은 수가 뚜렷한 형태의 움직임을 하고 있었는 데 이 운동은 물의 흐름에서 비롯된 것도 아니고, 증발 등 다른 원인이 있는 것 같지 않고 마치 입자 그 자신이 스스로 움직이는 것 같았다". 그 이후 아인슈타인, 랑제방(P. Langevin) 등에 의해 이론적으로 규명되었다. 이는 큰 입자가 무수히 많은 작은 입자에 둘려 쌓여 있을 때에 큰 입자는 작은 입자의 충돌에 의해 술 취한 사람처럼 제멋대로의 운동을 하는 것이다. 이것이 분자나 원자의 존재를 확인하는 계기가 되었다.

sim Java?

브라운 운동_ 프로그램이 실행되면 보라색의 공이 제멋대로 움직이는 것처럼 보인다. 왼편의 슬라이더를 조작하여 온도를 높이면 이 움직임은 더 활발해지는 것을 알 수 있다. 한편 체크박스 'show small particle'를 선택하면 붉은 색과 푸른 색의 두 가지 종류의 입자가 활발하게 열운동을 하는 것등을 알 수 있을 것이다. 즉 큰 공은 이들 작은 입자가 끊임없이 충돌하여 제멋대로인 듯한 움직임을 하게 되는 데 이를 브라운 운동이라 한다. 실제 브라운 운동에서는 큰 입자는 직접 관측될 정도의 크기이고 이에 반하여 큰 입자에 충돌하여 그것의 운동을 변화시키는 작은 입자는 가시광선의 파장보다 크기가 작아 보이지 않는다. 여기서 보라색 공은 5개로 질량은 5.0와 50.0으로 선택할 수 있으며, 붉은 공의 질량은 1.0, 푸른 공의 질량은 0.5로 각각 50개씩이다(적절한 단위계에서).


_ 아인슈타인_ 가시광선_ 현미경_ 온도_ 증발



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