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moto browniano

di Carlo Cavallotti - Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)
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moto browniano

Carlo Cavallotti

Continuo, rapido e irregolare movimento, in tutte le direzioni, delle minute particelle in sospensione in un fluido e delle molecole stesse di un fluido. Nel 1828 il botanico scozzese Robert Brown osservò che particelle di polline sospese in un solvente erano in costante agitazione e si muovevano in modo disordinato. Inizialmente Brown, allora responsabile botanico del British Museum, credette di aver trovato la molecola base della materia vivente. Successivi esperimenti mostrarono però che lo stesso fenomeno poteva essere ottenuto utilizzando un pigmento, sicuramente una molecola non viva, il che portò Brown a rivedere la propria interpretazione. Sulla scorta di queste osservazioni diversi scienziati europei iniziarono a occuparsi del problema al fine di comprendere la motivazione di quel fenomeno che da allora in poi divenne noto come moto browniano. Nel 1888 Georges Gouy, dell’Università di Lione, dimostrò che il moto delle particelle non era influenzato né da campi elettromagnetici intensi né dall’interazione con la luce, ma che la viscosità del mezzo in cui erano disperse le particelle ne condizionava l’entità. Su questa base Gouy suggerì che il moto browniano fosse dovuto all’agitazione termica delle molecole del solvente. Tale spiegazione trovò una conferma indiretta in uno dei cinque lavori fondamentali che rivoluzionarono la fisica moderna pubblicati da Albert Einstein nel 1905. Einstein, che approfondisce l’intuizione originaria negli anni successivi, ipotizza che il moto delle particelle sospese (aventi dimensioni molto maggiori di una molecola) sia dovuto alle collisioni casuali tra le molecole del solvente in cui è dispersa la particella e la particella stessa. Il risultato è un moto disordinato in direzioni non prevedibili di cui è però possibile prevedere lo spostamento quadratico medio compiuto dalla particella rispetto a una posizione originale in un tempo t. Tale spostamento è direttamente correlabile al coefficiente di diffusione della particella D come

〈Δx2> = 2Dt.

Einstein inoltre dimostrò che il coefficiente di attrito per il moto della particella è inversamente proporzionale al coefficiente di diffusione, cui è legato dalla relazione

D = kΒT/f

che, correlata all’espressione di Stokes per il moto di una particella di raggio r in un liquido di viscosità μ porta alla relazione di Stokes-Einstein

D = kΒT/6πrμ.

Le relazioni proposte da Einstein danno piena spiegazione del moto browniano, poiché permettono tanto di prevedere la distanza media percorsa dalla particella in un tempo t, quanto come questa sia legata alla viscosità del liquido in cui è dispersa e alla sua dimensione.

→ Frattali; Materia soffice; Sistemi complessi, fisica dei; Sistemi dispersi; Stocastica; Turbolenza

Vedi anche
frattale In matematica, termine coniato nel 1975 dal matematico francese B. Mandelbrot per indicare un particolare ente geometrico la cui forma è invariante nel cambiamento della scala delle lunghezze (proprietà di invarianza di scala): successivi ingrandimenti di piccole regioni dell’oggetto mostrano sempre ... Robert Brown Botanico e viaggiatore scozzese (Montrose 1773 - Londra 1858); partecipò come naturalista inviato dalla Royal Society alla spedizione Flinders alle coste dell'Australia (1800-1804). Gli viene comunemente attribuita la scoperta del nucleo cellulare, in realtà già descritto da Felice Fontana. Per primo ... Albert Einstein Fisico (Ulma 1879 - Princeton 1955). Trascorsi i primi anni della sua vita a Monaco, dopo un breve soggiorno a Milano Einstein si trasferì con la famiglia in Svizzera. A Zurigo completò gli studî secondarî e frequentò l'università conseguendo nel 1905 il dottorato. Nel 1909 ottenne il primo incarico ... autodiffusione In fisica, la diffusione di un fascio di radiazioni conseguente a interazioni con gli atomi della sostanza stessa che emette le radiazioni.  ● In metallurgia, il processo diffusivo degli atomi di un metallo nel metallo stesso.
Categorie
  • TEMI GENERALI in Fisica
Tag
  • ALBERT EINSTEIN
  • MATERIA SOFFICE
  • BRITISH MUSEUM
  • ROBERT BROWN
  • VISCOSITÀ
Altri risultati per moto browniano
  • browniano, mòto
    Enciclopedia on line
    browniano, mòto Moto irregolare e continuo di particelle solide microscopiche (per es. pollini o resine) sospese in un fluido. La sua scoperta (1827) viene attribuita al botanico scozzese R. Brown (1773-1858), da cui il fenomeno ha preso nome. Il m.b. è dovuto all'agitazione termica delle molecole del ...
  • browniano, moto
    Dizionario di Economia e Finanza (2012)
    Modello probabilistico utilizzato per descrivere l’evoluzione nel tempo di fenomeni rilevanti del mondo fisico, come i movimenti nello spazio di particelle immerse in un fluido, successivamente applicato con successo anche a problematiche di tipo economico-finanziario. Processo standard di Wiener Nome ...
  • BROWNIANO, MOTO
    Enciclopedia Italiana - I Appendice (1938)
    Osservando col microscopio o con l'ultramicroscopio particelle minutissime sospese in un liquido o in un gas (come, per esempio, i granuli di una soluzione colloidale) si constata che le particelle sono agitate da un moto disordinato e incessante, che vien detto browniano, da Robert Brown che l'osservò ...
Vocabolario
browniano
browniano ‹braun-› agg. – Termine usato quasi esclusivam. nella locuz. moto b. (dal nome del botanico scozz. Robert Brown, 1773-1858, che scoprì il fenomeno osservando particelle di polline in sospensione acquosa), che indica il movimento...
mòto²
moto2 mòto2 s. m. [lat. mōtus -us, der. di movēre «muovere»]. – 1. L’atto, il fatto, l’effetto del muoversi, cioè dello spostarsi di un corpo da una posizione a un’altra; si contrappone a quiete ed è sinon. di movimento, a cui è però preferito...
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