空气中小颗粒在作布朗运动吗？，本文主要内容关键词为：布朗运动论文,颗粒论文,空气论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现行高中物理（必修）第一册p.324第7题：有时在较暗房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气中的小颗粒在飞舞，这是布朗运动吗？为什么？
教材中没有答案，而很多中学参考书中都有此题，答案一致认为不是布朗运动，理由是气流引起小颗粒在飞舞。但本人做了一个实验，把一个密封的玻璃容器放到较暗屋内有阳光照射的地方，发现小颗粒在飞舞的现象并未停止。所以气流引起小颗粒在飞舞的观点是站不住脚的。如果真是小颗粒在气流作用下飞舞。应看到的是小部分气流中的颗粒定向运动，而实际看到的是单个单个的颗粒的无规则运动。
教材中有关布朗运动是讲悬浮在液体中的颗粒做无规则运动，而且要在放大几百倍的显微镜下才能观察到，是否悬浮在气体中的颗粒就不能产生布朗运动呢？液体中颗粒产生布朗运动的原因是由于周围液体分子对颗粒碰撞的不平衡性，即统计物理中所讲的一种压力涨落。这种涨落与周围的液体分子的数目有关，数目越小，涨落越明显。而相同大小的颗粒，在液体中周围的分子数是气体中的上百倍。而10[－2]mm大的颗粒在较暗的屋内的阳光照射下肉眼可以看到，显微镜观察到的液体中的布朗颗粒大小应在10[－3]mm数量级。所以阳光下看到的空气中的颗粒是完全能满足产生明显布朗运动的条件。又由于粒子的平均平方位移与粘滞阻力成反比（见统计物理布朗运动理论部分），而气体的粘滞阻力远小于液体。所以运动的平均平方位移也应比液体大很多倍，这正是我们在空气中看到的小颗粒的运动速度比液体中的布朗颗粒的速度大得多的原因。所以，在较暗的室内看到射入屋内的阳光中有悬浮在空气中的小颗粒在飞舞，这种现象一定是布朗运动。