Brownsche Bewegung

Mit der Brownschen Bewegung befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei erklären wir, was man unter der Brownschen Bewegung versteht und liefern ein anschaulicheres Beispiel. Dieser Artikel gehört zum Bereich Thermodynamik.

Um sich die Brownsche Bewegung vorstellen zu können, werfen wir kurz einen Blick auf das so genannte Teilchenmodell der Physik / Chemie. Beim diesem geht man davon aus, dass ein Stoff aus kleinen Kugeln besteht. In der Wirklichkeit sind zwar diese kleinsten Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) von anderer Form, aber für die Erklärung der drei Aggregatzustände ( flüssig, fest, gasförmig ) reicht es aus, die Teilchen als kleine, runde Kugeln anzusehen.

Im festen Zustand haben die Teilchen der Stoffe einen festen Platz um den sie "schwingen". Im flüssigen Zustand ist dies nicht mehr der Fall, sondern die Teilchen sind gegeneinander verschiebbar. Im gasförmigen Zustand können sich die Teilchen frei bewegen. Die folgende Grafik zeigt dies:

Brownsche Bewegung verstehen

Als brownsche Bewegung wird die vom schottischen Botaniker Robert Brown im Jahr 1827 wieder entdeckte Wärmebewegung von Teilchen in Flüssigkeiten bezeichnet. Die Teilchen vollführen dabei eine völlig regellose "Zick-Zack-Bewegung". Brown beobachtete unter dem Mikroskop, wie Pollen in einem Wassertropfen unregelmäßig zuckende Bewegungen machten.

Anschauliches Beispiel: Man kann sich die Brownsche Bewegung wie folgt vorstellen: Ihr steht einige Meter entfernt von einem Ameisenhaufen, einzelne Ameisen sind nicht zu sehen. Legt ihr nun ein Taschentuch auf den Haufen und beobachtet dieses aus der selben Entfernung, so seht ihr, dass sich das Taschentuch bewegt. Man kann somit das Gesamtverhalten untersuchen, aber nicht das Verhalten eines "einzelnen".

Die Brownsche Bewegung ist bei vielen anderen Gelegenheiten unter dem Mikroskop beobachtet und untersucht worden. Dabei hat sich gezeigt: Die Teilchen einer Flüssigkeit befinden sich in dauernder, unregelmäßiger Bewegung. Dabei ist die mittlere Geschwindigkeit um so größer, je höher die Temperatur der Flüssigkeit ist.

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