اينشتاين في تفسير الحركة البروانية

نظرية آينشتاين في تفسير الحركة_البراونية 

في عام 1877  اقترح أن سبب تلك الحركة قد يكمن في طاقة الجزيئات في المحيط، وذلك لأن الحرارة الأعلى للمحيط أيضاً أدت إلى حركةٍ براونيةٍ أسرع، وتعتبر فكرة التحرك والتصادم الدائمين لجزيئات المائع مع بعضها البعض ومع جدارالوعاء، جزءاً اساسياً من نظرية الطاقة الحركية للغازت، والتي تم تطويرها في الربع الثالث من القرن التاسع عشر، من قبل علماء كثر كأمثال ، جيمس ماكسويل، لودفيج بولتزمان، ورودولف كلاسيوس

ووفقاً لتلك النظرية، فإنَّ حرارة أي مادة تتناسب طرداً  مع متوسط الطاقة الحركية لجزيئات تلك المادة (أي أنَّه كلما زادت حركة الجزيئات في مادة ما، فإنَّ حرارة الجزيئات تتزايد أيضاً)

 وبما أنَّ تلك الجزيئات تهتز وتتصادم، إذنْ كان من البديهي نوعاً ما افتراضُ أنَّ هذه الحركةَ قد تؤثرعلى الجزيئات الكبيرة القابلة للملاحظة في الوسط، وإذا كان هذا صحيحاً، فسوف يدعم ذلك صحة نظرية الطاقة الحركية.

هذا الإفتراض قاد العالم ألبرت آينشتاين في عام 19055 لينجز نظريته في تفسير الحركة البراونية. وقد كتب آينشتاين لاحقاً أنَّ هدفه الأساسي كان إيجاد حقائق تدعم وجود الذرات، واستطاع في النهاية حساب حجمها بشكل ذكي بناءً على الحركة البراونية للجسيمات.

 اكتشف آينشتاين أنَّه وفقاً للنظريةِ الذريةِ لابد أن يكونَ هنالك حركةٌ قابلة للملاحظة للذرات المايكروسكوبية المتباعدة، ولكن لم يلاحظ آينشتاين أنَّ الحركة البراونية تخضع لنفس المواصفات، وانطلاقاً من أسس الميكانيكا الإحصائية بين أن فرق الضغط العشوائي من اصطدامين متقابلين سوف يؤدي لحركةٍ مستمرةٍ ذهاباً وإياباً وأنَّ الجزيئات الأصغر لسائل أقل لزوجة وذي حرارةٍ أعلى سوف تؤدي لزيادة سرعة هذه الحركة كما هو متوقع.

 وبيّن آينشتاين من دراسته النظرية أنه بعد مُضي فترةٍ من الزمن، ينحرف الجزيء من مكانه الإبتدائي أكثر وأكثر، واعتماداً على نظرية الطاقة الحركية للغازات، من الممكن حساب احتمالية وجود الجزيء على بعدٍ ما”x “من مكانه الإبتدائي”، في لحظة معينة t وتكون العلاقه بين P “احتمال وجود الجزيء” وt “الزمن” شبيهة بمنحني التوزع الإحتمالي الطبيعي وتعطى بالعلاقة:

حيث DD معامل انتشار المائع