Hiện tượng vật lý của chuyển động Brown đề cập đến sự dịch chuyển thất thường của các hạt nhỏ bé bị ngâm trong một số chất. Việc phát hiện ra hiện tượng này được thực hiện vào đầu thế kỷ 19 bởi một nhà thực vật học và bác sĩ người Scotland, Robert Brown.
Quan sát sự chuyển động thất thường của phấn hoa
Sau khi phân tích chuyển động ngẫu nhiên của các hạt phấn hoa trong một chất lỏng, nhà khoa học người Scotland đã quan sát thấy một loạt các hiện tượng:
1) quỹ đạo phấn hoa liên tục,
2) rằng các chuyển động của phấn hoa rất thất thường và dường như không liên quan đến nhau trong các khoảng thời gian khác nhau và
3) rằng các hạt phấn hoa đã có nhiều va chạm với các phân tử của chất lỏng.
Một khám phá khoa học có thể được chứng minh bằng một thí nghiệm đơn giản
Nếu chúng ta đổ đầy một cốc bằng nước nóng và một cốc khác bằng nước lạnh và trong mỗi cốc chúng ta cho vào một vài giọt phẩm màu, kết quả thu được sẽ rất khác nhau: trong vài giây nội dung của cốc nóng sẽ có màu đồng nhất, trong khi ly nước lạnh nó sẽ có màu ở đáy ly.
Hiện tượng xảy ra vì một lý do: nhiệt độ càng cao, sự chuyển động của các phân tử chất lỏng càng lớn (ngược lại, nếu nhiệt độ thấp hơn, chuyển động của các phân tử sẽ giảm).
Các quan sát của Robert Brown cuối cùng được phản ánh trong một mô hình toán học thuộc loại ngẫu nhiên
Quá trình ngẫu nhiên là một tập hợp vô hạn các biến ngẫu nhiên. Do đó, bất kỳ hiện tượng nào diễn biến ngẫu nhiên theo thời gian đều có thể được đo lường và đánh giá. Phép tính ngẫu nhiên là một bộ môn toán học cho phép chúng ta giải thích chuyển động của các hạt chịu các lực ngẫu nhiên.
Chuyển động Brown là một ví dụ của một quá trình ngẫu nhiên đơn giản, nhưng Robert Brown không phải là người giải thích hiện tượng này bằng ngôn ngữ toán học. Hiện tượng ngẫu nhiên bắt đầu được hiểu từ những tiến bộ trong chuyển động học, một bộ môn vật lý hướng đến các vật thể chuyển động không chịu lực ban đầu. Nói cách khác, trong động học, chuyển động của các hạt hoặc vật thể được mô tả nhưng nguyên nhân của chuyển động này vẫn chưa được biết rõ.
Các loại tính toán này có nhiều ứng dụng, vì chúng cho phép hiểu rõ hơn về đường đi của phân tử trong chất lỏng hoặc khí, đường đi của động vật trong quá trình di cư, sự thay đổi giá của một số cổ phiếu hoặc tình hình tài chính của một thực thể.
Ảnh Fotolia: Carloscastilla
