Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теоретическая часть работыНАБЛЮДЕНИЕ БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ И ВЫЧИСЛЕНИЕ ЧИСЛА АВОГАДРО
Симферополь 2002 НАБЛЮДЕНИЕ БРОУНОВСКОГО ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ И ВЫЧИСЛЕНИЕ ЧИСЛА АВОГАДРО
ОБОРУДОВАНИЕ: Микроскоп, осветитель, окулярная шкала, секундомер, препарат, пипетка, термометр, предметные и покровные стекла.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
Броуновское движение - непрерывное, беспорядочное перемещение малых частиц вещества, взвешенных в жидкости или газе - представляет собой одно из наиболее ярких проявлений молекулярно-кинетической природы тела. Броуновское движение представляет собой флуктуации импульса (количества движения) частиц, создающееся в результате беспорядочных толчков, получаемых частицами со стороны участвующих в тепловом движении окружающих молекул среды. Теоретический анализ броуновского движения, произведенный Энштейном, показал, что для случая беспорядочного теплового движения частиц связь среднего квадратического смещения Х2 с промежутками времени , в течение которых происходили смещения, имеет вид , где D - коэффициент диффузии частиц и жидкости, это количество частиц, прошедшее через 1см2 плоскости в 1 сек при градиенте концентрации частиц равном единице. Полученные на опыте многочисленные подтверждения этого соотношения явились доказательством молекулярно-кинетической природы броуновского движения. Уравнение движения частицы может быть записано так:
(1)
Здесь m- масса частицы, - результирующая сила от ударов молекул жидкости, - сила сопротивления движения частиц, обусловленная вязкостью жидкости: (2)
По закону Стокса (частицу считаем сферической), где - коэффициент вязкости жидкости, r – радиус частицы, - ее скорость. Очевидно, уравнение движения частицы будет иметь вид:
(3)
Умножив это уравнение на х получим:
(4) Так как: и
то, подставляя (3, 4) в (2), получим:
Нас интересуют только средние значения этих величин, которые можно наблюдать за интервал времени. Благодаря полной хаотичности движения среднее значение произведения . Обозначая , получим: (5)
последний член уравнения (5) представляет собой удвоенную величину средней кинетической энергии броуновской частицы.
(6)
где N – число Авогадро, T – абсолютная температура, R – универсальная газовая постоянная. Подставляя (6) в (5), получим:
, откуда:
Интегрируя это уравнение в пределах от 0 до , получим:
(7)
где, С – постоянная интегрирования. Если время последовательного фиксирования частицы достаточно велико, то можно пренебречь членом, стоящим в правой части уравнения, что дает:
или (8)
Интегрируя последнее уравнение (постоянная интегрируя равна 0, так как , получим выражение для среднего квадратического перемещения броуновской частицы:
(9)
Измерив средние квадратичные смещения , время и радиус частицы r, определим число Авогадро N: (10)
|