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アインシュタインは、動く粒子理論を使用してブラウンの動きをどのように説明しましたか?

アインシュタインのブラウン運動の説明は、原子と分子の存在に関する強力な証拠を提供したため、革新的でした。彼が動く粒子理論をどのように使用したかは次のとおりです。

1。問題:

*ブラウン運動は、液体(水中の花粉粒など)に吊り下げられた微視的粒子のランダムで不安定な動きです。

*当時の科学者は、この一見永遠の動きを説明できませんでした。いくつかの理論は、それが流体の流れによるものであると提案したが、これは観察を完全に考慮していなかった。

2。アインシュタインの仮説:

* 粒子のランダム運動は、流体の個々の分子との衝突によって引き起こされます。

*彼は、分子が小さすぎて見ることができないにもかかわらず、彼らの一定の動きは、より大きな粒子に小さな力の「砲撃」を生み出し、ランダムに揺れながら揺れさせることを提案しました。

3。数学的説明:

*アインシュタインは、このアイデアに基づいて粒子の動きを記述するために数学的方程式を導き出しました。彼は以下を計算しました。

* 時間の経過に伴う粒子の平均変位。

* 粒子がどれだけ速く広がるかを関連付ける拡散係数。

4。実験的検証:

*これらの方程式は、実験的にテストできる予測を提供しました。 1908年、ジャン・ペリンは、アインシュタインの予測を確認する実験を実施し、原子と分子の現実の強力な証拠を提供しました。

5。キーポイント:

* ランダム性: アインシュタインは、動きを説明するだけでなく、ランダムさも説明しています。分子運動のランダムな性質を反映しているため、これは不可欠です。

* 定量的: 彼の研究は、テストできる定量的予測を提供し、以前の試みよりも厳密な説明になりました。

* インパクト: アインシュタインのブラウン運動の説明は、原子理論にとって大きな勝利であり、統計力学の発展の基礎を築きました。

本質的に、アインシュタインは、私たちが見ることができる巨視的な世界と原子と分子の微視的な世界との間のギャップを埋め、最小の粒子でさえ私たちの世界に大きな影響を与えることを示しています。

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