Im Rahmen des naturwissenschaftlichen Unterrichts verwendet man oft das sogenannte einfache Teilchenmodell. Ein wesentlicher Punkt dieses Modells ist, dass alle Teilchen (auch Teilchen eines Feststoffes) in ständiger Bewegung sind. Diese Bewegung ist umso stärker, je höher die Temperatur ist.
Ein Nachweis für diese Annahme ergibt sich durch die sogenannte Brownsche Bewegung. Die Brownsche Bewegung dient als “Nachweis” dafür, dass
1. die Materie aus kleinen, nicht sichtbarer Teilchen besteht
2. diese Teilchen sich ständig bewegen
und damit dient die Brownsche Bewegung als experimenteller Nachweis für die “Gültigkeit” des einfachen Teilchenmodells
Die Brownsche Bewegung wird nach ihrem Entdecker Robert Brown bezeichnet. In seinen Versuchen untersuchte er dabei das Verhalten von Pollenkörnern in Wasser unter dem Mikroskop. Dabei beobachtete Brown eine Bewegung der Pollenkörner in dem Wasser, wobei die Bewegung eher zufällig (nicht gerichtet) erscheint. In seinen Beobachten bezeichnete er die Bewegung als Zickzack-Bewegung.
In seinen weiteren Versuchen stellte er zudem fest, dass sich die Pollen umso stärker bewegen (im Durchschnitt), je höher die Temperatur des Wassers ist. Somit kann die beobachtbare Brownsche Bewegung experimentell die auch diese Annahme des einfachen Teilchenmodells bestätigen.
Im Ergebnis wird die Brownsche Bewegung von sich ständig bewegenden Teilchen, die unregelmäßig zusammenstoßen, verursacht. Beobachten wir beispielsweise den Zigarettenrauch in der Luft, so sehen wir -wie die Rauchteilchen- hin und hergerissen werden, bis sie “verschwinden” (nicht mehr sichtbar sind, weil zu klein). Mit diesem einfachen Versuch kann so gezeigt werden, dass die kleinsten, nicht sichtbaren Moleküle in der Luft (Sauerstoff, Stickstoff) mit den Rauchteilchen zusammenstoßen und diese (in alle Richtungen) bewegen
Die Brownsche Bewegung dient aber nicht nur als experimenteller Nachweis für das einfache Teilchenmodell, sondern für viele weitere andere naturwissenschaftlichen Phänomene
Moleküle bewegen sich aufgrund ihrer thermischen Energie. Diese Bewegung folgt den Grundgesetzen der klassischen Mechanik bzw. Wärmelehre. Durch die Vielzahl der Teilchen, die in der Materie vorhanden sind, kommt es zu ständigen unregelmäßigen Stoßen zwischen den Teilchen. Durch diese Stöße wird die Brownsche Bewegung hervorgerufen, deren Bewegung sich als “Chaos” beschreiben lässt. Dies ist auch der Grund dafür, warum (speziell in der physikalischen Chemie) nur noch Wahrscheinlichkeiten angegeben werden können. So kann für eine Brownsche Bewegung nur eine Wahrscheinlichkeit ausgesagt werden.
Die Brownsche Bewegung beschreibt die zufällige, ungerichtete und unregelmäßige Bewegung von kleinsten Teilchen in einer Flüssigkeit oder einem Gas aufgrund von Zusammenstößen mit den Molekülen des umgebenden Mediums.
Die Brownsche Bewegung wurde von dem schottischen Botaniker Robert Brown im Jahr 1827 entdeckt.
Die Brownsche Bewegung ist ein Nachweis für das Teilchenmodell, da sie zeigt, dass Materie aus unzähligen kleinen, beweglichen Teilchen besteht.
Der direkte Beweger der Brownschen Bewegung ist die thermische Bewegung der Moleküle im Medium.
Die Teilchen sind in ständiger Bewegung aufgrund ihrer thermischen Energie, die sie dazu veranlasst, sich kontinuierlich und ohne Unterbrechung zu bewegen.
Das einfache Teilchenmodell oder auch Stoffmodell besagt, dass alle Materie aus kleinsten, nicht weiter teilbaren Teilchen besteht und diese Teilchen sich in ständiger Bewegung befinden.
Wir können die Brownsche Bewegung unter einem Mikroskop beobachten. Kleine Partikel, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, bewegen sich ohne erkennbaren äußeren Einfluss.
Wenn die Temperatur steigt, erhöht sich die thermische Energie der Moleküle und damit deren Geschwindigkeit. Dadurch bewegen sich die Partikel schneller und die Brownsche Bewegung nimmt zu.
Die Brownsche Bewegung ist ein wichtiger Beweis für die Existenz von Atomen und Molekülen und ist grundlegend für das Verständnis von Diffusion und anderen physikalischen und chemischen Phänomenen.
Ja, die Größe der Partikel hat einen Einfluss auf die Brownsche Bewegung. Kleinere Partikel bewegen sich schneller als größere unter dem Einfluss der Brownschen Bewegung.