随机过程布朗运动定义
中文名
布朗运动
外国名字
布朗运动、布朗运动
提出者
R.棕色
展示时间
1827
适用领域
物理化学
快的
航行
特性
原因
历史进程
流动源
冲击粒子
解决问题
实验观察
研究
[人名]阿尔伯特·爱因斯坦(犹太裔理论物理学家)
原理推导
真实性
贝兰实验
直接证明
现代研究
机械平衡
概率论
金融数学
定义
悬浮粒子被分子撞击后不规则运动的现象称为布朗运动。布朗运动是一种看似连在一起的液体，但在高倍显微镜下实际上是由许多分子组成的。液体分子保持不规则运动，不断随机撞击悬浮粒子。当悬浮颗粒足够小时，由于液体分子从各个方向的冲击，它们是不平衡的。在某一时刻，当另一个方向的粒子的冲击超级强时，粒子向其他方向运动，这就造成了粒子的不规则运动，即布朗运动[2]。
比如在显微镜下观察悬浮在水中的藤黄粉末和花粉颗粒，或者在无风的情况下观察空气中的烟雾颗粒和灰尘时，都可以看到这种运动。温度越高，运动越剧烈。它是由植物学家r·布朗在1827年发现的，他首先用显微镜观察到悬浮在水中的花粉的运动。粒子的布朗运动很小，直径约为1~10微米。在周围液体或气体分子的碰撞下，产生波动的净力，导致粒子的布朗运动。如果布朗粒子相互碰撞的机会很小，可以看作是由巨大分子组成的理想气体，那么在重力场中达到热平衡后，其数密度按高度的分布应该遵循玻尔兹曼分布(Maxwell-Boltzmann分布)。J.B. Perrin的实验证实了这一点，从而相当精确地确定了阿伏伽德罗常数和一系列与粒子有关的数据。1905 A .爱因斯坦根据扩散方程建立了布朗运动的统计理论。布朗运动的发现、实验研究和理论分析间接证实了分子的不规则热运动，这对于气体动力学理论的建立和物质结构原子性的证实具有重要意义，促进了统计物理特别是涨落理论的发展。由于布朗运动代表了一种随机涨落现象，其理论被广泛应用于高倍电信电路中仪器测量精度限制和背景噪声的研究[2]。
这是英国植物学家布朗(1773~1858)用显微镜观察悬浮在水中的花粉时发现的。后来，悬浮粒子的这种运动被称为布朗运动。布朗运动不仅可以观察到花粉和小碳颗粒，也可以观察到液体中的各种悬浮颗粒。布朗运动可以在气体和液体中进行[2]。
特性
随意
当每一个液体分子与一个小颗粒碰撞时，都会给颗粒一定的瞬时冲量。由于分子运动的不规则性，每个时刻对小粒子的冲量大小和方向都不一样，合力的大小和方向随时都在变化，所以布朗运动是不规则的[3]。
永不停止
因为液体分子的运动是永无止境的，所以液体分子对固体粒子的影响也是永无止境的[3]。
颗粒越小，布朗运动越明显。
颗粒越小，颗粒表面积越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数量越少。根据统计定律，当少数分子同时作用于小粒子时，它们的合力是无法平衡的。而且同一时刻撞击的分子越少，合力越不平衡，粒子越小，质量越小，所以粒子加速度越大，越容易改变运动状态，所以粒子越小，布朗运动越明显[3]。
温度越高，布朗运动越明显。