Was ist Brownsche Bewegung?
Brownsche Bewegung ist ein Phänomen, bei dem sich in einer Flüssigkeit suspendierte kleine Partikel auf pseudozufälligen oder stochastischen Wegen durch die Flüssigkeit bewegen, selbst wenn die betreffende Flüssigkeit ruhig ist. Es ist das Ergebnis einer Asymmetrie der kinetischen Einflüsse von Molekülen, aus denen die Flüssigkeit besteht. Die flüssige Phase muss definitionsgemäß eine gewisse Temperatur haben, was bedeutet, dass ihre Moleküle oder Atome thermisch angeregt werden müssen, ineinander stoßen und Gegenstände in ihnen schweben. Um sich dieses Phänomen vorzustellen, kann sich eine Person die Bewegung von Golfbällen auf einem Tisch vorstellen, der mit Tausenden von Kugellagern gefüllt ist, die sich in schnellen Bahnen bewegen.
Der Ausdruck Brownsche Bewegung kann sich auch auf mathematische Modelle beziehen, die zur Beschreibung des Phänomens verwendet werden, die beträchtliche Details aufweisen und als Annäherungen an andere stochastische Bewegungsmuster verwendet werden. Die mathematische Bewegung ist mit dem Zufallslauf verwandt, aber strukturierter als dieser, bei dem die Verschiebung eines Teilchens vollständig randomisiert wird. Das Phänomen hat die Markov-Eigenschaft , einen Begriff aus der Wahrscheinlichkeitstheorie, der besagt, dass der zukünftige Zustand des Teilchens ausschließlich von seinem aktuellen Zustand und nicht von irgendeinem früheren Zustand bestimmt wird. In diesem Sinne ist das mathematische Konzept etwas anders, aber der physischen Brownschen Bewegung sehr ähnlich.
Der Wissenschaftler, der Brownian motion berühmt gemacht hat, ist Albert Einstein, der das Phänomen der größeren Physikgemeinde durch die Veröffentlichung einer Veröffentlichung im Jahr 1905, seinem persönlichen Annus Mirabilis oder "wunderbaren Jahr", näher brachte. Das Phänomen wurde bereits 1765 beobachtet, aber erst 1827 von dem Botaniker Robert Brown beschrieben oder eingehend untersucht, und es wurde zu Ehren seiner Arbeit benannt. Als Botaniker beobachtete Brown zunächst die Wirkung von Pollen, die im Wasser schwimmen und mit bloßem Auge sichtbar sind. Durch Experimente stellte Brown fest, dass sich die Pollen nicht unabhängig voneinander fortbewegen, sondern dass ihre Bewegung pseudozufällig war.
Jean Perrin, ein französischer Physiker, der später den Nobelpreis gewann, sprang von Einsteins Werk ab. Mit Brownschen Bewegungen bewies er 1911 ein für alle Mal, dass Materie aus Atomen und Molekülen besteht. Obwohl die Atomtheorie ursprünglich John Dalton, dem britischen Physiker des 18. und 19. Jahrhunderts, zugeschrieben wurde, war sie über ein Jahrhundert lang umstritten, und es war Perrins Werk, das zu seiner allgemeinen Akzeptanz führte.