ZVOLTE CÍLOVOU SKUPINU pro přehlednější zobrazení.

    Expozice

    Garant: 
    Bc. Kristýna Nová
    Anotace pro veřejnost: 
    Na modelu je vysvětlen Brownův pohyb, který mohou návštěvníci pozorovat "naživo" hned u vedlejšího exponátu. Molekuly vody (zde černé kuličky) se pohybují tím rychleji, čím vyšší je teplota. Tu je možné regulovat a dokonce lze nastavit i absolutní nulu (-273,15°C). Molekuly narážejí do puku (Brownovy částice) a díky tomuto působení můžeme pohyb molekul nepřímo pozorovat. Brownův pohyb byl dlouho záhadou a vysvětlili ho až v letech 1904 a 1905 Marian Smoluchowski a Albert Einstein.

    RVP pro 1. stupeň ZŠ

    Anotace pro 2. stupeň ZŠ: 
    Na modelu je vysvětlen Brownův pohyb, který mohou návštěvníci pozorovat "naživo" hned u vedlejšího exponátu. Molekuly vody (zde černé kuličky) se pohybují tím rychleji, čím vyšší je teplota. Tu je možné regulovat a dokonce lze nastavit i absolutní nulu (-273,15°C). Molekuly narážejí do puku (Brownovy částice) a díky tomuto působení můžeme pohyb molekul nepřímo pozorovat. Brownův pohyb byl dlouho záhadou a vysvětlili ho až v letech 1904 a 1905 Marian Smoluchowski a Albert Einstein.

    RVP pro 2. stupeň ZŠ

    Anotace pro SŠ: 
    Na modelu je vysvětlen Brownův pohyb, který mohou návštěvníci pozorovat "naživo" hned u vedlejšího exponátu. Molekuly vody (zde černé kuličky) se pohybují tím rychleji, čím vyšší je teplota. Tu je možné regulovat a dokonce lze nastavit i absolutní nulu (-273,15°C). Molekuly narážejí do puku (Brownovy částice) a díky tomuto působení můžeme pohyb molekul nepřímo pozorovat. Brownův pohyb byl dlouho záhadou a vysvětlili ho až v letech 1904 a 1905 Marian Smoluchowski a Albert Einstein.

    RVP pro střední školy

    Anotace pro vysoké školy

    Na modelu je vysvětlen Brownův pohyb, který mohou návštěvníci pozorovat "naživo" hned u vedlejšího exponátu. Molekuly vody (zde černé kuličky) se pohybují tím rychleji, čím vyšší je teplota. Tu je možné regulovat a dokonce lze nastavit i absolutní nulu (-273,15°C). Molekuly narážejí do puku (Brownovy částice) a díky tomuto působení můžeme pohyb molekul nepřímo pozorovat. Brownův pohyb byl dlouho záhadou a vysvětlili ho až v letech 1904 a 1905 Marian Smoluchowski a Albert Einstein.

    Věda a technika v pozadí

    Brownův pohyb je nazvaný na počest anglického botanika Roberta Browna, který v roce 1827 poprvé pozoroval neustálý a neuspořádaný pohyb velmi malých pylových zrnek (řádově 10–6 až 10–7 m) ve vodě. Při tom zjistil, že pohyb zrnek je tím živější, čím jsou zrnka menší.

    Teorie

    Brown se nejprve domníval, že pohyb zrnek je způsoben jejich životem, ale pak si celý pokus zopakoval s částečkami barviva a zjistil u nich pohyb také.

    Animace Brownova pohybu.

    Brownův pohyb je důkazem tepelného pohybu částic. Podle kinetické teorie látek se částice v látkách neustále neuspořádaně pohybují. Částice mohou vykonávat pohyb posuvný (např. v plynu), otáčivý (např. víceatomové molekuly plynu) a kmitavý (např. v pevných látkách nebo kapalinách). U tělesa, které je v klidu, nepřevládá v daném okamžiku žádný směr, ve kterém by se pohybovala většina částic. Neustálý a neuspořádaný pohyb částic v látkách se nazývá tepelný pohyb a závisí na teplotě látky. Při absolutní nule (tj. -273,16 °C) by ustal.

    Částice o rozměrech řádově mikrometrů vykonávají ve vodě trhavý, naprosto nepravidelný pohyb, který je způsoben působením molekul vody. Charakter pohybu nezávisí na chemickém složení a na vnějších podmínkách. Intenzita pohybu je tím větší, čím menší jsou rozměry částic a čím větší je teplota prostředí. Směr pohybu částic se velmi rychle mění (řádově 1012krát za s). Pozorovat všechny změny pohybu samozřejmě nemůžeme, jen když jich nastane několik v jednom směru. A čím je pohyb částic způsoben? V okolí zrnka pylu je několik molekul vody. V některém okamžiku převáží nárazy z jedné strany a zrnko se posune určitým směrem. V dalším okamžiku převáží nárazy z jiné strany a zrnko se posune zase jinam.


    Pohyb částice při Brownově pohybu.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

    Každá ze zakreslených úseček na obrázku prezentuje přibližně 1023 nepozorovatelných posunutí jedné částice. Navíc se Brownův pohyb děje v prostoru a tento obrázek zachycuje průmět do roviny zorného pole mikroskopu. Je to jen hrubé přiblížení skutečnosti (strana čtverce má délku 3 mm).

    Statistickou teorii Brownova pohybu uveřejnil v roce 1904 Marian Smoluchowski a nezávisle na něm v roce 1905 Albert Einstein. Einstein–Smoluchowského teorii experimentálně potvrdil Jean Perrin v roce 1908, za což v roce 1926 získal Nobelovu cenu za fyziku. Jeho teoretická a experimentální analýza Brownova pohybu vedla k všeobecnému uznání částicové struktury látek širokou vědeckou obcí. Byla mezníkem v nazírání na strukturu látek. Atom již nebyl pouhou hypotézou, ale stal se reálným objektem.


    Albert Einstein.
    Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Pavel Trnka. Under Creative Commons.
    Zajímavost z praxe:
    Je možné přijít s řadou situací analogických podmínkám Brownova pohybu. Může jít o částice v plynném prostředí (pevné nečistoty v ovzduší, drobné kapičky kapaliny rozprášené v plynu), olejové kapičky nebo vzduchové bublinky v kapalině. Příbuzný charakter má pohyb bakterií nebo nečistot v ozvduší po sliznici v nose nebo v ústní dutině. Zdánlivě vzdálenou analogií je například proces tvorby ceny akcie na burze. 

    Odborné dotazy

    Rezervace a nákup vstupenek

    Recepce

    Poradíme Vám s objednáním a nákupem vstupenek.