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本文標題："顯微鏡觀察一粒微滴的移動特點-物理實驗顯微鏡"
新聞來源：未知 發布時間：2015-10-30 21:11:47 本站主頁地址：http://www.pzfczx.com
顯微鏡觀察一粒微滴的移動特點-物理實驗顯微鏡
布朗運動，擴散
如果把微滴組成的霧裝進一個密閉玻璃容器的底部，你將發
現霧的上邊界按一定的速度逐漸下沉，這種速度取決于空氣的黏
度和微滴的大小和相對密度。可是，如果你在顯微鏡下注視一粒
微滴，發現它并小是以恒定的速度一直下沉，而是在做一種十分
不規則的運動，即所謂布朗運動。只有平均地看，這種運動才相
當于一種有規則的下沉。
這些微滴并不是原子，可是它們既小又輕，足以感受到單個
分子不斷沖擊它表面的碰撞。它們就是這樣地被碰來碰去，只是
平均來說才有跟從重力影響的下沉傾向。
這個例子說明，如果人類的感官也能感覺到少量幾個分子的
碰撞，那我們將會有多么莫名其妙和雜亂無章的經驗呀。事實
上，細菌等有機體是如此之小，它們將可能受到這種現象的強烈
影響。它們的運動是由周圍環境中分子的熱運動所決定的，自己
沒有多少自由選擇的余地。如果它們自己有一點動力，還是有可
能成功地從一處移到另一處，但是這有點困難，因為受著熱運動
的顛簸，它們像飄浮在驚濤駭浪中的一葉扁舟。
非常類似于布朗運動的是擴散現象。在一只裝滿液體，比如
裝滿水的容器中，溶解少量的有色物質，比如高錳酸鉀，并使它
的濃度不均勻，那里的小點代表溶質分子(高錳酸鉀)，
濃度從左到右地遞減。如果你對這個系統放手不管，那么
就開始了很緩慢的“擴散”過程。高錳酸鉀將按從左到右的方向
散布過去，就是說，從高濃度處向低濃度處散布，直到均勻地分
布于水中為止。
對于這個相當簡單的、并不特別有趣的過程來說，值得注意
的是，絕非如人們最初想象的那樣，高錳酸鉀分子在某種單一趨
向或力量的迫使下從稠密區遷到稀疏區——如同一個國家的人口
分散到有更多活動余地的地區去那樣。在高錳酸鉀分子那里，事
情根本不是那樣的。每一個高錳酸鉀分子對所有其他的高錳酸鉀
分子來說，是完全獨立地行動著，很少和其他高錳酸鉀分子相碰
撞。可是，每一個高錳酸鉀分子，無論是在稠密區還是在空曠
區，都遭到水分子的不斷撞擊，從而隨著一種不可預言的方向逐
漸移動——有時朝高濃度的方向，有時朝低濃度的方向，有時則
是斜向移動。這種運動，同蒙住眼睛的人的活動相似。這個蒙住
眼睛的人站在地面上，充滿了某種“行走”的欲望，可是并沒有
選定任何特定的方向，因而不斷地變換著他的路線。
盡管所有單個的高錳酸鉀分子都是這樣隨機地行走，還是總
體上產生了一種有規則的朝低濃度方向的流動，最后造成濃度的
均勻分布。乍看起來，這是令人困惑不解的——但僅僅是乍看起
來而已。如果你想象為一層層濃度幾乎恒定的薄片，考察
某一瞬間某一薄片所含的高錳酸鉀分子，由于隨機走動，確實每
一分子有相等的幾率被帶到右邊或左邊去。但正是由于這一點，
通過某一分隔兩層相鄰薄片的假想平面的分子，來自左面的比來
自右面的要多，這是由于左面比右面有更多的分子參與隨機行走
的緣故。只要是這種情況，總體上將表現為一種自左到右的有規
則的流動，直到均勻分布。
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