Il moto browniano: le molecole spingono un granello
Nel 1827 il botanico Robert Brown vide al microscopio che i granelli di polline nell’acqua si muovono di continuo, a scatti e a caso. Einstein nel 1905 spiegò il motivo: il granello è bombardato dalle molecole dell’acqua, e gli urti non si bilanciano mai del tutto. Il moto browniano fu la prima prova diretta dell’esistenza delle molecole.
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distanza tipica ∝ √t
Il granello è colpito da moltissime molecole da tutte le parti. In ogni istante gli urti da un lato sono un po’ più numerosi o più forti che dall’altro, e il granello riceve una spinta netta, sempre in una direzione diversa: si muove a zig-zag.
Per l’equipartizione anche il granello ha energia cinetica media 3/2 k T, ma essendo molto più pesante è molto più lento: la sua velocità è √(m / M) volte quella delle molecole. La sua traccia è una camminata casuale: la distanza dal punto di partenza cresce come la radice del tempo, non in proporzione.
Misurando quanto si allontanano i granelli, Jean Perrin nel 1908 ricavò il numero di Avogadro: circa 6 · 10²³ molecole per mole. Per questo lavoro ebbe il premio Nobel.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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