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导语:很多年之前的时候 , 有一位科学家通过观察花粉颗粒发现了一种奇特的现象一一布朗运动 。
这位科学家就叫做布朗 , 这个新发现的核心观点就是 , 对于气体进行的微小浮动中 , 该理论可以简化这些分子为能够进行相互碰撞的微小颗粒 。
当我们随着时间的推移收集到越来越多的这种作用的证据 , 温度和压力这些宏观量也变得能够用微观解释了 。
而时间到了上个世纪的时候 , 尽管确实具有科学性 , 然而 , 这种理论很难被整个科学界完全接受 。
后来有越来越多的科学家开始发现气体的动力学 , 也就是布朗运动为代表的这些理论体系确实是科学的 。
这些实验来自世界各地的许多科学家都参与完成的 , 还有的也间接证明了爱因斯坦的相对论 , 并验证了气体动力学理论里面每一条性质的科学性 。
这位科学家更是通过这个实验获得了科学界的最高荣誉一一诺贝尔物理学奖 。
这是物理学可以说划时代的一个发展 , 其实到现在为止 , 人类依旧还在探索布朗运动 。
【科学家|奇特现象一一布朗运动,推动了对宇宙的理解,对科研工作帮助很大】
如果能在未来提出数学方面的方程来谈 , 那必然更有利于这种理论的推广 。 然而令人惋惜的是 , 爱因斯坦的描述目前也存在一定的科学漏洞 。
一位叫朗温的科学家在这方面付出了很多 。 他的贡献就有相对论上著名的 \"孪生佯谬\" , 他还能够有效结合超声波潜艇这种先进的技术 。
以及利用生活中的部分导体具有顺磁性来展开研究工作 。 他还涉及到了玛丽居里夫人所发现的某些特点 。 接下来让我们了解这位科学家关于布朗运动的一些理论 。
比较关键的一个进展就是以下方程 , 这是目前 , 物理学中的力学分支里面经常应用的一个方程 。
相信研究物理学的人对此并不陌生 。 这个方程的应用对象是具有以下条件的气体 , 因此说在计算的时候需要选择气体中小分子参数的平均值 。
如今 , 我们看这样一个例子一一对于质量为m的某种参考粒子 。 如今有两个力对它产生了作用 。
首先是阻力 , 在数学上用-F*v表征 , 其次是磁场B产生的 , 它本质上就能够表征我们今天讨论的 \"波动\" 。 根据目前分子运动的理论来看 , B的平均值在任何情况下都是零 。
这时候进行一定的数学处理 。 选择最简单的乘积法则就可以获得我们想要的结论 。
完成以上步骤后 , 进行取平均值的运算 , 通过这几个步骤 , 就可以让每个粒子的特征性发挥作用得到统计规律 。
图上的是目前科学界最为权威的整理结果 , 因为之前根据理论已经知道B的平均值在任何情况下都等于零 。
这本质上是布朗运动中的某个原理一一涉及到的粒子发生碰撞时 , 由于彼此可以看成整体而被抵消掉 。
显然 , 在这种条件下 , 这个项确实没有关系 , 这个假设也是目前有利于理解的方法 。 没有这个假设其实也完全不会对结论造成影响 。
得到的结果中C是某个常数 。 朗之万也曾经提出这个项本质上是无关的 。 只要继续通过微积分的手段进行求解 , 我们就很容易得到布朗运动的方程 。
其中还有一条假设就是初始值 。 到现在我们就把布朗运动所有的信息整合到这个方程了!它最大的科学意义就是能帮助人类估计 \"扩散 \"运动中涉及到的参数 。
结束语:
布朗运动的数学推导确实是难以置信的 , 这也许就是这种运动所高深的地方 。
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