布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所作的永不停息的无规则运动。它是一种正态分布的独立增量连续随机过程,是随机分析中基本概念之一。其基本性质为:布朗运动W(t)是期望为0方差为t(时间)的正态随机变量。对于任意的r小于等于s,W(t)-W(s)独立于的W(r),且是期望为0方差为t-s的正态随机变量。
布朗运动是在1827年英国植物学罗伯特·布朗(Robert Brown)利用一般的显微镜观察悬浮于水中由花粉所迸裂出之微粒时,发现微粒会呈现不规则状的运动,因而称它布朗运动。
这些小的颗粒,为液体的分子所包围,由于液体分子的热运动,小颗粒受到来自各个方向液体分子的碰撞,布朗粒子受到不平衡的冲撞,而作沿冲量较大方向的运动。又因为这种不平衡的冲撞,使布朗微粒得到的冲量不断改变方向。所以布朗微粒作无规则的运动。温度越高,布朗运动越剧烈。它间接显示了物质分子处于永恒的、无规则的运动之中。但是,布朗运动并不限于上述悬浮在液体或气体中的布朗微粒,一切很小的物体受到周围介质分子的撞击,也会在其平衡位置附近不停地做微小的无规则颤动。例如,灵敏电流计上的小镜以及其他仪器上悬挂的细丝,都会受到周围空气分子的碰撞而产生无规则的扭摆或颤动。
那么,布朗运动到底是怎么产生的呢?这些粒子是自发的运动还是受到周围分子的不平衡的碰撞而导致的运动?答案是后者,但理论上的解释却并不容易。1905年,大科学家爱因斯坦在写了一篇被广泛引用的论文,才从理论上解释了布朗运动,他的研究也成为分子运动论和统计力学发展的基础,那一年爱因斯坦还写了另外两篇更著名的论文,一篇是狭义相对论,一篇是光电效应(提出了量子概念)。有趣的是爱因斯坦提出这个理论,并不清楚这个理论一定与布朗运动有关,法国人佩兰(perrin)为此做了几年的实验,终于证明爱因斯坦的公式是对的,他因此获得了1926年的诺贝尔物理学奖。
颗粒越小,布朗运动越显著。
温度越高,布朗运动越显著。
怀念一场
游戏一场梦的日子, 我们一直在这,你终究会知道如何来找到我们。一切随缘,祝好!