Una introducción al movimiento browniano

Una introducción al movimiento browniano

El movimiento browniano es el movimiento aleatorio de part√≠culas en un fluido debido a sus colisiones con otros √°tomos o mol√©culas. El movimiento browniano tambi√©n se conoce como pedesis , que proviene de la palabra griega que significa "saltar". A pesar de que una part√≠cula puede ser grande en comparaci√≥n con el tama√Īo de los √°tomos y las mol√©culas en el medio circundante, puede ser movida por el impacto con muchas masas peque√Īas y de r√°pido movimiento. El movimiento browniano puede considerarse una imagen macrosc√≥pica (visible) de una part√≠cula influenciada por muchos efectos microsc√≥picos aleatorios.
El movimiento browniano toma su nombre del bot√°nico escoc√©s Robert Brown, quien observ√≥ que los granos de polen se mov√≠an al azar en el agua. Describi√≥ la moci√≥n en 1827, pero no pudo explicarla. Mientras que Pedesis toma su nombre de marr√≥n, √©l no fue la primera persona en describirlo. El poeta romano Lucrecio describe el movimiento de las part√≠culas de polvo alrededor del a√Īo 60 aC, que utiliz√≥ como evidencia de √°tomos.
El fen√≥meno del transporte permaneci√≥ sin explicaci√≥n hasta 1905, cuando Albert Einstein public√≥ un art√≠culo que explicaba que el polen estaba siendo movido por las mol√©culas de agua en el l√≠quido. Al igual que con Lucrecio, la explicaci√≥n de Einstein sirvi√≥ como evidencia indirecta de la existencia de √°tomos y mol√©culas. A comienzos del siglo XX, la existencia de unidades tan peque√Īas de materia era solo una teor√≠a. En 1908, jean perrin verific√≥ experimentalmente la hip√≥tesis de einstein, que le vali√≥ el premio nobel de f√≠sica de 1926 "por su trabajo en la estructura discontinua de la materia".
La descripción matemática del movimiento browniano es un cálculo de probabilidad relativamente simple, importante no solo en física y química, sino también para describir otros fenómenos estadísticos. La primera persona en proponer un modelo matemático para el movimiento browniano fue Thorvald n. Thiele en un artículo sobre el método de los mínimos cuadrados que se publicó en 1880. Un modelo moderno es el proceso wiener, nombrado en honor a Norbert Wiener, quien describió la función de un proceso estocástico de tiempo continuo. El movimiento browniano se considera un proceso gaussiano y un proceso de Markov con una trayectoria continua que ocurre a lo largo del tiempo continuo.
 

¬ŅQu√© es el movimiento browniano?

Debido a que los movimientos de átomos y moléculas en un líquido y gas son aleatorios, con el tiempo, las partículas más grandes se dispersarán de manera uniforme en todo el medio. Si hay dos regiones adyacentes de materia y la región a contiene el doble de partículas que la región b, la probabilidad de que una partícula salga de la región a para ingresar a la región b es dos veces mayor que la probabilidad de que una partícula salga de la región b para ingresar a. La difusión , el movimiento de partículas desde una región de mayor a menor concentración, puede considerarse un ejemplo macroscópico de movimiento browniano.
Cualquier factor que afecte el movimiento de part√≠culas en un fluido afecta la velocidad del movimiento browniano. Por ejemplo, el aumento de la temperatura, el aumento del n√ļmero de part√≠culas, el tama√Īo de part√≠cula peque√Īo y la baja viscosidad aumentan la velocidad de movimiento.
 

ejemplos de movimiento browniano

La mayoría de los ejemplos de movimiento browniano son procesos de transporte que se ven afectados por corrientes más grandes, pero también exhiben pedesis.
Ejemplos incluyen:
  • el movimiento de los granos de polen en aguas tranquilas
  • movimiento de motas de polvo en una habitaci√≥n (aunque en gran medida afectadas por las corrientes de aire)
  • difusi√≥n de contaminantes en el aire
  • difusi√≥n de calcio a trav√©s de los huesos
  • movimiento de "agujeros" de carga el√©ctrica en semiconductores
 

importancia del movimiento browniano

La importancia inicial de definir y describir el movimiento browniano era que apoyaba la teoría atómica moderna.
Hoy en día, los modelos matemáticos que describen el movimiento browniano se utilizan en matemáticas, economía, ingeniería, física, biología, química y una gran cantidad de otras disciplinas.
 

movimiento browniano versus motilidad

Puede ser difícil distinguir entre un movimiento debido al movimiento browniano y el movimiento debido a otros efectos. En biología , por ejemplo, un observador necesita saber si un espécimen se está moviendo porque es móvil (capaz de moverse por sí mismo, tal vez debido a cilios o flagelos) o porque está sujeto a movimientos brownianos. Por lo general, es posible diferenciar entre los procesos porque el movimiento browniano parece desigual, aleatorio o como una vibración. La verdadera motilidad aparece a menudo como un camino, o de lo contrario el movimiento gira o gira en una dirección específica. En microbiología, la motilidad puede confirmarse si una muestra inoculada en un medio semisólido migra lejos de una línea punzante.
 

fuente

"Jean Baptiste Perrin - hechos". Nobelprize.org, nobel media ab 2019, 6 de julio de 2019.
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