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本文标题："显微镜观察一粒微滴的移动特点-物理实验显微镜"
新闻来源：未知 发布时间：2015-10-30 21:11:47 本站主页地址：http://www.jiance17.com
显微镜观察一粒微滴的移动特点-物理实验显微镜
布朗运动，扩散
如果把微滴组成的雾装进一个密闭玻璃容器的底部，你将发
现雾的上边界按一定的速度逐渐下沉，这种速度取决于空气的黏
度和微滴的大小和相对密度。可是，如果你在显微镜下注视一粒
微滴，发现它并小是以恒定的速度一直下沉，而是在做一种十分
不规则的运动，即所谓布朗运动。只有平均地看，这种运动才相
当于一种有规则的下沉。
这些微滴并不是原子，可是它们既小又轻，足以感受到单个
分子不断冲击它表面的碰撞。它们就是这样地被碰来碰去，只是
平均来说才有跟从重力影响的下沉倾向。
这个例子说明，如果人类的感官也能感觉到少量几个分子的
碰撞，那我们将会有多么莫名其妙和杂乱无章的经验呀。事实
上，细菌等有机体是如此之小，它们将可能受到这种现象的强烈
影响。它们的运动是由周围环境中分子的热运动所决定的，自己
没有多少自由选择的余地。如果它们自己有一点动力，还是有可
能成功地从一处移到另一处，但是这有点困难，因为受着热运动
的颠簸，它们像飘浮在惊涛骇浪中的一叶扁舟。
非常类似于布朗运动的是扩散现象。在一只装满液体，比如
装满水的容器中，溶解少量的有色物质，比如高锰酸钾，并使它
的浓度不均匀，那里的小点代表溶质分子(高锰酸钾)，
浓度从左到右地递减。如果你对这个系统放手不管，那么
就开始了很缓慢的“扩散”过程。高锰酸钾将按从左到右的方向
散布过去，就是说，从高浓度处向低浓度处散布，直到均匀地分
布于水中为止。
对于这个相当简单的、并不特别有趣的过程来说，值得注意
的是，绝非如人们最初想象的那样，高锰酸钾分子在某种单一趋
向或力量的迫使下从稠密区迁到稀疏区——如同一个国家的人口
分散到有更多活动余地的地区去那样。在高锰酸钾分子那里，事
情根本不是那样的。每一个高锰酸钾分子对所有其他的高锰酸钾
分子来说，是完全独立地行动着，很少和其他高锰酸钾分子相碰
撞。可是，每一个高锰酸钾分子，无论是在稠密区还是在空旷
区，都遭到水分子的不断撞击，从而随着一种不可预言的方向逐
渐移动——有时朝高浓度的方向，有时朝低浓度的方向，有时则
是斜向移动。这种运动，同蒙住眼睛的人的活动相似。这个蒙住
眼睛的人站在地面上，充满了某种“行走”的欲望，可是并没有
选定任何特定的方向，因而不断地变换着他的路线。
尽管所有单个的高锰酸钾分子都是这样随机地行走，还是总
体上产生了一种有规则的朝低浓度方向的流动，最后造成浓度的
均匀分布。乍看起来，这是令人困惑不解的——但仅仅是乍看起
来而已。如果你想象为一层层浓度几乎恒定的薄片，考察
某一瞬间某一薄片所含的高锰酸钾分子，由于随机走动，确实每
一分子有相等的几率被带到右边或左边去。但正是由于这一点，
通过某一分隔两层相邻薄片的假想平面的分子，来自左面的比来
自右面的要多，这是由于左面比右面有更多的分子参与随机行走
的缘故。只要是这种情况，总体上将表现为一种自左到右的有规
则的流动，直到均匀分布。
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