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本文標(biāo)題："顯微鏡觀察一粒微滴的移動(dòng)特點(diǎn)-物理實(shí)驗(yàn)顯微鏡"
新聞來(lái)源：未知 發(fā)布時(shí)間：2015-10-30 21:11:47 本站主頁(yè)地址：http://www.y7853.cn
顯微鏡觀察一粒微滴的移動(dòng)特點(diǎn)-物理實(shí)驗(yàn)顯微鏡
布朗運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散
如果把微滴組成的霧裝進(jìn)一個(gè)密閉玻璃容器的底部，你將發(fā)
現(xiàn)霧的上邊界按一定的速度逐漸下沉，這種速度取決于空氣的黏
度和微滴的大小和相對(duì)密度�？墒�，如果你在顯微鏡下注視一粒
微滴，發(fā)現(xiàn)它并小是以恒定的速度一直下沉，而是在做一種十分
不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即所謂布朗運(yùn)動(dòng)。只有平均地看，這種運(yùn)動(dòng)才相
當(dāng)于一種有規(guī)則的下沉。
這些微滴并不是原子，可是它們既小又輕，足以感受到單個(gè)
分子不斷沖擊它表面的碰撞。它們就是這樣地被碰來(lái)碰去，只是
平均來(lái)說(shuō)才有跟從重力影響的下沉傾向。
這個(gè)例子說(shuō)明，如果人類的感官也能感覺(jué)到少量幾個(gè)分子的
碰撞，那我們將會(huì)有多么莫名其妙和雜亂無(wú)章的經(jīng)驗(yàn)呀。事實(shí)
上，細(xì)菌等有機(jī)體是如此之小，它們將可能受到這種現(xiàn)象的強(qiáng)烈
影響。它們的運(yùn)動(dòng)是由周圍環(huán)境中分子的熱運(yùn)動(dòng)所決定的，自己
沒(méi)有多少自由選擇的余地。如果它們自己有一點(diǎn)動(dòng)力，還是有可
能成功地從一處移到另一處，但是這有點(diǎn)困難，因?yàn)槭苤鵁徇\(yùn)動(dòng)
的顛簸，它們像飄浮在驚濤駭浪中的一葉扁舟。
非常類似于布朗運(yùn)動(dòng)的是擴(kuò)散現(xiàn)象。在一只裝滿液體，比如
裝滿水的容器中，溶解少量的有色物質(zhì)，比如高錳酸鉀，并使它
的濃度不均勻，那里的小點(diǎn)代表溶質(zhì)分子(高錳酸鉀)，
濃度從左到右地遞減。如果你對(duì)這個(gè)系統(tǒng)放手不管，那么
就開(kāi)始了很緩慢的“擴(kuò)散”過(guò)程。高錳酸鉀將按從左到右的方向
散布過(guò)去，就是說(shuō)，從高濃度處向低濃度處散布，直到均勻地分
布于水中為止。
對(duì)于這個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的、并不特別有趣的過(guò)程來(lái)說(shuō)，值得注意
的是，絕非如人們最初想象的那樣，高錳酸鉀分子在某種單一趨
向或力量的迫使下從稠密區(qū)遷到稀疏區(qū)——如同一個(gè)國(guó)家的人口
分散到有更多活動(dòng)余地的地區(qū)去那樣。在高錳酸鉀分子那里，事
情根本不是那樣的。每一個(gè)高錳酸鉀分子對(duì)所有其他的高錳酸鉀
分子來(lái)說(shuō)，是完全獨(dú)立地行動(dòng)著，很少和其他高錳酸鉀分子相碰
撞�？墒�，每一個(gè)高錳酸鉀分子，無(wú)論是在稠密區(qū)還是在空曠
區(qū)，都遭到水分子的不斷撞擊，從而隨著一種不可預(yù)言的方向逐
漸移動(dòng)——有時(shí)朝高濃度的方向，有時(shí)朝低濃度的方向，有時(shí)則
是斜向移動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)，同蒙住眼睛的人的活動(dòng)相似。這個(gè)蒙住
眼睛的人站在地面上，充滿了某種“行走”的欲望，可是并沒(méi)有
選定任何特定的方向，因而不斷地變換著他的路線。
盡管所有單個(gè)的高錳酸鉀分子都是這樣隨機(jī)地行走，還是總
體上產(chǎn)生了一種有規(guī)則的朝低濃度方向的流動(dòng)，最后造成濃度的
均勻分布。乍看起來(lái)，這是令人困惑不解的——但僅僅是乍看起
來(lái)而已。如果你想象為一層層濃度幾乎恒定的薄片，考察
某一瞬間某一薄片所含的高錳酸鉀分子，由于隨機(jī)走動(dòng)，確實(shí)每
一分子有相等的幾率被帶到右邊或左邊去。但正是由于這一點(diǎn)，
通過(guò)某一分隔兩層相鄰薄片的假想平面的分子，來(lái)自左面的比來(lái)
自右面的要多，這是由于左面比右面有更多的分子參與隨機(jī)行走
的緣故。只要是這種情況，總體上將表現(xiàn)為一種自左到右的有規(guī)
則的流動(dòng)，直到均勻分布。
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