Concetti Chiave
- Robert Brown scoprì il moto browniano nel 1827, osservando granelli di polline muoversi in modo irregolare in un fluido senza spiegazioni apparenti.
- Le prime ipotesi sul moto browniano, come l'evaporazione del fluido e le correnti interne, furono confutate da Brown stesso e dall'osservazione dell'indipendenza del movimento dei granelli.
- Fino agli inizi del 1900, la teoria cinetico molecolare non era dimostrata e molti scienziati consideravano gli atomi solo come entità matematiche utili per semplificare calcoli.
- Einstein spiegò il moto browniano nel 1905, basandosi su teorie matematiche di Maxwell e Boltzmann, confermando l'esistenza di particelle atomiche che compongono la materia.
- Il moto irregolare dei granelli dimostra che l'acqua è formata da un numero infinito di minuscole particelle che collidono in modo casuale, illustrando il principio del moto browniano.
Scoperta del moto browniano
Nel 1827 il biologo scozzese Robert Brown osservò un fenomeno particolare che prese il nome di moto browniano: egli osservò al microscopio che granelli di polline immersi in un fluido si muovevano di moto irregolare e turbolento in tutte le direzioni senza un'apparente spiegazione fisica. Egli dapprima spiegò il comportamento di questi granelli (organici e inorganici) definendoli delle molecole attive, animate e successivamente si diffusero altre ipotesi sulle cause del moto, ad esempio l'evaporazione delle particelle di fluido o le correnti al suo interno. Queste ultime che risultavano essere le più plausibili furono confutate: la prima da Brown stesso che osservò come il moto avveniva anche in presenza d'olio sulla superficie del fluido che non permette l'evaporazione e la seconda perché il moto di ogni singolo granello è totalmente indipendente l'uno dall'altro.
Evoluzione della teoria atomica
Il quesito lasciato aperto sulla causa di tale moto destò molto sconcerto all'epoca, infatti, fino agli inizi del 1900 la teoria cinetico molecolare non era stata ancora dimostrata e molti scienziati consideravano il modello atomico esclusivamente da un punto di vista matematico: gli atomi erano considerati entità di convenienza che potevano ampiamente semplificare reazioni e calcoli in ambito fisico e chimico.
Un esponente delle correnti che rinnegavano l'esattezza di questo modello fu il positivista e sensista Mach (1838-1916), il quale non poteva accettare l'esistenza di particelle non tangibili e che quindi non potevano essere prese in considerazione sistematicamente in ambito fisico.
Contributo di Einstein e conferme successive
Solo nel 1955 fu possibile osservare gli atomi al microscopico, ma già la spiegazione al moto browniano data da Einstein nel 1905 e fondata sulle teorie matematiche e statistiche elaborate precedentemente da Maxwell e Boltzmann, consisteva nell'ammettere l'esistenza di minuscole particelle, gli atomi, che compongono tutta la materia. Il movimento irregolare del granello attesta che l'acqua è costituita da un numero infinito di particelle minuscole che con il loro movimento casuale collidono col granello in modo disordinato e continuo, determinandone il moto irregolare (un esempio di moto browniano è quello svolto dalle particelle di fumo o profumo che si diffondono nell'aria in modo casuale colpite dalle particelle d'aria).
Domande da interrogazione
- Qual è la scoperta principale di Robert Brown riguardo al moto browniano?
- Come ha influenzato il moto browniano la teoria atomica?
- Qual è stato il contributo di Einstein alla comprensione del moto browniano?
Robert Brown scoprì nel 1827 che granelli di polline immersi in un fluido si muovevano in modo irregolare e turbolento, senza una spiegazione apparente, dando origine al fenomeno noto come moto browniano.
Il moto browniano ha sollevato interrogativi sulla natura delle particelle, contribuendo a mettere in discussione il modello atomico fino ad allora considerato solo matematico, portando alla necessità di dimostrare l'esistenza degli atomi.
Nel 1905, Einstein spiegò il moto browniano ammettendo l'esistenza di minuscole particelle, gli atomi, e dimostrò che il movimento irregolare dei granelli era causato dalle collisioni casuali con queste particelle, confermando così la teoria cinetico-molecolare.
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