Страница:БСЭ-1 Том 07. Больница - Буковина (1927)-2.pdf/103

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Эта страница не была вычитана

преподавательской работой во многих высших учебных заведениях. Б. пользовался международным авторитетом по вопросам сельско-хозяйственной метеорологии.

Главн. труды Б.: Поступательное движение циклонов и антициклонов в Европе и особенно в России, СПБ, 1882; Временные барометрические максимумы в Европе, СПБ, 1886. Особенно известны многочисленные учебные пособия Б.: Курс физической географии, II., 1916, и Атмосферная оптика, М., 1923.

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ, хаотиче ское, никогда не прекращающееся движение мелких частиц, взвешенных внутри жидкости или газа, поддерживаемое тепловым движением молекул; впервые наблюдалось англ. ботаником Броуном в 1827 с помощью микроскопа. Исследование этого явления показало, что движение частичек тем интенсивнее, чем мельче самые частицы, чем меньше вязкость жидкости и чем выше ее температура. Оно не имеет ничего общего с движением частичек, захваченных потоком жидкости, т. к. можно установить, что направление и скорость движения одной частички совсем не связаны с движением соседней, даже очень к ней близкой частицы.

Так же точно Б. д. не зависит от электризации, от освещения, от сотрясения или от какой-либо другой внешней причины. Оно целиком определяется причинами внутренними, никогда не прекращающимися, и, так. образом, служит убедительнейшим доказательством существования непрерывного хаотического движения молекул в неподвижных на вид жидкостях или газах. Винер в 1863 и затем, с гораздо большей ясностью, Гуи в 1888 высказали такое толкование Б. д., но только в 1905 Эйнштейн дал количественную его теорию, которая была затем проверена и подтверждена Перреном. Мы представляем себе, что в состоянии теплового равновесия каждая молекула жидкости или газа находится в непрерывном движении, при чем скорость ее достигает нескольких сот м в сек. В газах, где расстояние между молекулами сравнительно велико, молекула движется прямолинейно до первого столкновения с другой молекулой. Здесь она быстро меняет как направление своего движения, так и скорость его.

В воздухе при нормальном давлении число таких столкновений отдельных молекул достигает нескольких миллиардов в сек., и каждый раз меняется характер движения.

В жидкостях, где молекулы настолько близки, что все время влияют друг на друга, их движение еще более сложно и запутанно.

Если в эту кишащую массу молекул поместить большую твердую частицу, то молекулы в своем движении будут на нее наталкиваться с разных сторон и с разной силой.

Если частица велика, то число испытываемых ею отдельных толчков громадно, и действие их, в среднем, уравновешивается; за данное, даже очень короткое время она успеет испытать столько же толчков справа, сколько и слева, столько же сверху, сколько и снизу, и, в результате, мы ничего, кроме равномерного, всестороннего, сжимающего ее давления (гидростатического давления), не заметим. Но чем мельче эта частица, тем меньше число испытываемых ею за данное время толчков, и здесь может уже оказаться,что в один момент толчки справа перевешивают толчки слева, в другой момент перевешивают толчки снизу, в третий — спереди, потом, быть может, сверху и т. д. Каждый такой перевес толчков с определенной стороны двигает частицу и перемещает ее.

Броуновское движение частички гумми-гута в воде. Точками отмечены положения частички через каждые 30 сек. (по Перрену).

Если мы и не видим непосредственно отдельного молекулярного толчка, то мы замечаем, как они все кидают частицу то в одну, то в другую сторону. Ясно, что чем меньше частица и чем сильнее испытываемые ею толчки, тем резче будет размах ее движения, которое и наблюдается как Б. д.

Действительно, опыт показывает, что чем мельче частица и чем выше температура жидкости, тем сильнее Б. д.

Перейдем к количественному описанию Б. д. Движение частички в жидкости так сложно, и столкновения, испытываемые ею с окружающими молекулами, так часты и случайны, что проследить и вычислить точно закон движения было бы невозможно.

Но зато эта же частота и случайность столкновений позволяют определить некоторые средние значения. Говорить об определенной скорости Б. д. не приходится, п. ч. не только величина, но и направление скорости изменяется самым хаотическим образом.

Эйнштейн предложил измерять среднее удаление частички от данного ее положения через определенный промежуток времени.

Простое, сравнительно, рассуждение показывает, что за двойной промежуток времени частичка удаляется, в среднем, не на двойное расстояние, а гораздо меньше. Действительно, движение частицы за первую половину этого времени совсем не связано с движением ее за вторую половину; она может с такой же вероятностью уйти еще дальше вперед, как и вернуться назад или пойти в сторону. Соединяя прямой линией начальное положение частицы с ее конечным положением, мы увидим, что эта линия будет замыкающей стороной треугольника, составленного перемещением частицы за первую и вторую половину. Т. о., эта линия может оказаться вдвое длиннее, чем удаление за первую половину наблюдаемого промежутка времени, но может случиться, что частица вернется назад, т. ч. длина этой линии будет равна нулю;