Concetti Chiave
- Il moto browniano fu osservato per la prima volta nel 1827 da Robert Brown, che notò il movimento irregolare di granelli di polline in un fluido.
- Inizialmente, si pensava che il moto fosse causato da molecole attive o dall'evaporazione del fluido, ma queste ipotesi furono confutate.
- Il fenomeno suscita interesse poiché, fino ai primi del 1900, la teoria cinetico molecolare non era ancora dimostrata e il modello atomico era visto come astratto.
- L'esistenza di atomi fu accettata grazie alle analisi di Einstein nel 1905, che spiegò il moto browniano tramite teorie matematiche e statistiche.
- Il moto browniano dimostra il movimento casuale e continuo delle particelle d'acqua che colpiscono i granelli, come avviene anche per le particelle di fumo o profumo.
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. 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. 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
- Chi fu il primo a osservare il moto browniano e cosa notò?
- Quali furono le ipotesi iniziali per spiegare il moto browniano e come furono confutate?
- Come fu spiegato il moto browniano da Einstein e quale teoria supportava?
Il biologo scozzese Robert Brown fu il primo a osservare il moto browniano nel 1827, notando che i granelli di polline immersi in un fluido si muovevano in modo irregolare e turbolento senza una spiegazione fisica apparente.
Le ipotesi iniziali includevano l'evaporazione delle particelle di fluido e le correnti interne. Furono confutate perché il moto avveniva anche con olio sulla superficie, impedendo l'evaporazione, e perché il moto di ogni granello era indipendente dagli altri.
Einstein spiegò il moto browniano nel 1905 ammettendo l'esistenza di minuscole particelle, gli atomi, che compongono la materia. Il movimento irregolare dei granelli dimostrava che l'acqua è costituita da particelle minuscole che collidono casualmente con i granelli, supportando la teoria cinetico molecolare.
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