《高中物理 第一章 分子動(dòng)理論 第1節(jié) 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn) 愛因斯坦的布朗運(yùn)動(dòng)理論素材 魯科版選修3-3（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第一章 分子動(dòng)理論 第1節(jié) 分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn) 愛因斯坦的布朗運(yùn)動(dòng)理論素材 魯科版選修3-3（通用）（2頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、愛因斯坦的布朗運(yùn)動(dòng)理論 1905年，愛因斯坦依據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論的原理提出了布朗運(yùn)動(dòng)的理論。就在差不多同時(shí)，斯莫盧霍夫斯基也作出了同樣的成果。他們的理論圓滿地回答了布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)問題。 　　應(yīng)該指出，愛因斯坦從事這一工作的歷史背景是那時(shí)科學(xué)界關(guān)于分子真實(shí)性的爭(zhēng)論。這種爭(zhēng)論由來已久，從原子分子理論產(chǎn)生以來就一直存在。本世紀(jì)初，以物理學(xué)家和哲學(xué)家馬赫和化學(xué)家奧斯特瓦爾德為代表的一些人再次提出對(duì)原子分子理論的非難，他們從實(shí)證論或唯能論的觀點(diǎn)出發(fā)，懷疑原子和分子的真實(shí)性，使得這一爭(zhēng)論成為科學(xué)前沿中的一個(gè)中心問題。要回答這一問題，除開哲學(xué)上的分歧之外，就科學(xué)本身來說，就需要提出更有力的證據(jù)，證明原子、分

2、子的真實(shí)存在。比如以往測(cè)定的相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量只是質(zhì)量的相對(duì)比較值，如果它們是真實(shí)存在的，就能夠而且也必須測(cè)得相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量的絕對(duì)值，這類問題需要人們回答。 　　由于上述情況，象愛因斯坦在論文中指出的那樣，他的目的是“要找到能證實(shí)確實(shí)存在有一定大小的原子的最有說服力的事實(shí)。”他說：“按照熱的分子運(yùn)動(dòng)論，由于熱的分子運(yùn)動(dòng)，大小可以用顯微鏡看見的物體懸浮在液體中，必定會(huì)發(fā)生其大小可以用顯微鏡容易觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)?？赡苓@里所討論的運(yùn)動(dòng)就是所謂‘布朗分子運(yùn)動(dòng)’”。他認(rèn)為只要能實(shí)際觀測(cè)到這種運(yùn)動(dòng)和預(yù)期的規(guī)律性，“精確測(cè)定原子的實(shí)際大小就成為可能了”?！胺粗?，要是關(guān)于這種運(yùn)動(dòng)的預(yù)言證明是

3、不正確的，那么就提供了一個(gè)有份量的證據(jù)來反對(duì)熱的分子運(yùn)動(dòng)觀”。 　　愛因斯坦的成果大體上可分兩方面。一是根據(jù)分子熱運(yùn)動(dòng)原理推導(dǎo)：在t時(shí)間里，微粒在某一方向上位移的統(tǒng)計(jì)平均值，即方均根值，D是微粒的擴(kuò)散系數(shù)。這一公式是看來毫無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)服從分子熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律的必然結(jié)果。 　　愛因斯坦成果的第二個(gè)方面是對(duì)于球形微粒，推導(dǎo)出了可以求算阿伏伽德羅常數(shù)的公式。愛因斯坦曾用前人測(cè)定的糖在水中的擴(kuò)散系數(shù)，估算的NA值為3.3×10^23，一年后(1906)又修改為6.56×10^23。 　　愛因斯坦的理論成果為證實(shí)分子的真實(shí)性找到了一種方法，同時(shí)也圓滿地闡明了布朗運(yùn)動(dòng)的根源及其規(guī)律性。下面的工作就是要

4、用充足的實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)這一理論的可靠性。愛因斯坦說：“我不想在這里把可供我使用的那些稀少的實(shí)驗(yàn)資料去同這理論的結(jié)果進(jìn)行比較，而把它讓給實(shí)驗(yàn)方面掌握這一問題的那些人去做”。“但愿有一位研究者能夠立即成功地解決這里所提出的、對(duì)熱理論關(guān)系重大的這個(gè)問題！”愛因斯坦提出的這一任務(wù)不久之后就由貝蘭(1870——1942)和斯維德伯格分別出色的完成了。這里還應(yīng)該提到本世紀(jì)初在研究布朗運(yùn)動(dòng)方面一個(gè)重大的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展是1902年齊格蒙第(1865——1929)發(fā)明了超顯微鏡，用它可直接看到和測(cè)定膠體粒子的布朗運(yùn)動(dòng)，這也就是證實(shí)了膠體粒子的真實(shí)性，為此，齊格蒙第曾獲1925年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。斯維德伯格測(cè)定布朗運(yùn)動(dòng)就是用超顯微鏡進(jìn)行的。