Movimiento Browniano

El movimiento Browniano se refiere al movimiento aleatorio de pequeñas partículas inmersas en un fluido. Robert Brown en 1827 investigo este fenómenos en forma sistemática, observando bajo un microscopio el movimiento de partículas de polen sobre la superficie de agua, las cuales describían movimientos aleatorios, tanto en amplitud como en dirección. Sus observaciones, y las de otros científicos, fueron objeto de intensas disputas, inicialmente se dio una explicación biológica a una explicación física. Realizando experimentos con partículas de materiales inorgánicos, fue el mismo Brown quien descarto que el movimiento se debía a que el polen estuviese "vivo". Por casi mas de 70 años existieron diferentes explicaciones de este fenómeno, entre ellas la idea de que el movimiento se debía a choques con los átomos. Es importante notar que a comienzos del siglo XX, la idea atómica de la naturaleza era aun muy controversial . Brown noto que se movían en trayectorias tortuosas, aun cuando el agua parecía estar en perfectamente en calma. La teoría atómica explica fácilmente el movimiento Browniano si se realiza la anterior suposición de que los átomos de cualquier sustancia están en movimiento continuo. Entonces los pequeños granos de polen, como los que Brown, son empujados de un lado a otro por las vigorosas andanadas de las moléculas de agua que se mueven rápidamente.

Este bombardeo a escala atómica no es siempre completamente uniforme y sufre variaciones completamente uniforme y sufre variaciones estadísticas importantes. Así la presión ejercida sobre los lados puede variar ligeramente con el tiempo, y así se genera el movimiento observado.

Aportación de Einstein

Basándose  en la forma natural atómica de los fluidos. Si los componentes básicos de un fluido, ya sean átomos o moléculas, se mueven en forma aleatoria como se supone en la teoría cinética, entonces una partícula inmersa en el fluido sufrirá colisiones con estos, en forma aleatoria tanto dirección como en intensidad. Es entonces el bombardeo aleatorio de los átomos sobre la partícula intrusa lo que causa el movimiento descrito inicialmente por Brown.

A partir de los antecedentes de Brown, no solo comenzaron a comprobar la existencia de moléculas, ademas la demostración de la densidad de sus presencia y como predecir su comportamiento. Einstein demostró la existencia de átomos y moléculas, obtuvo un valor bastante exacto del numero de Avogadro.

La trayectoria que sigue la partícula es en zigzag. Este movimiento se caracteriza por ser continuo y muy irregular.

El movimiento Browniano en la Naturaleza

Un ejemplo del movimiento Browniano, presente en la vida cotidiana, en este caso en la naturaleza. Se mostrara a continuación en el siguiente Articulo.

El polen es un polvo, que contiene microgametofitos de las plantas con semillas, llamadas espermatofitos, este tiene una cubierta resistente que facilita su viabilidad mientras  se transporta de una planta que lo ha originado a otra para que se produzca el proceso de la polinizacion.

El polen en suspencion con el agua, visto microscopicamente,¿ en el cual se observo que tenia un movimiento muy constante, pero este era sin tener ningún camino definido. Este movimiento Erratico, imposible de predecir, y se hacia mas patente al aumentar la temperatura del agua, este fenómeno es explicare en función del movimiento incesante de las moléculas de agua que golpean los granos los granos de polen desde todas las direcciones. Siempre que el numero de choques con las moléculas sea mas grande en un lado del grano de polen mas que el otro lado el efecto neto sera el movimiento del grano, alejándose de la zona donde recibe mas choques. Es claro que los átomos y las moléculas deben ejercer fuerzas atractivas unos sobre otros,  Este fue visto como un experimento, donde se dio pauta a los mojes a estudiar lo que hoy se conocer "El Movimiento Browniano".

                                                    Granos de polen, suspendidos en agua.

Ademas las partículas de humo suspendidas en el aire muestran también el movimiento Browniano , indicando que las moléculas gaseosas están también en movimiento al azar incesante .

                                         Partículas de humo en el aire en movimiento sin
                                          una dirección fija.
                                         

Referencias:

  Lavenda Howard Bernard (1985, pp. 36), Investigación y Ciencia, Scientific America, España.

  

  Uribe (2014) Teoría Cinética de los gases, UNAM, Mexico.

  Alamo Fernando (2009), Movimiento Browniano, Historia de la Ciencia, Barcelona,