فيديو السؤال: تحديد السمة التي ليست من سمات الحركة البراونية الفيزياء

يوضح الشكل الآتي منطقة في غاز تحتوي على بعض جزيئات هذا الغاز. توضح الأسهم سرعات الجزيئات. ما الذي يوضحه الشكل توضيحًا غير صحيح عن الحركة البراونية للجزيئات؟ (أ) يتحرك كل جزيء في خط مستقيم (ب) جميع الجزيئات لها نفس السرعة (ج) تتحرك جميع الجزيئات في اتجاهات مختلفة (د) تختلف المسافة بين معظم الجزيئات اختلافًا كبيرًا عن المسافة المتوسطة بين الجزيئات

٠٤:٢٦

‏نسخة الفيديو النصية

يوضح الشكل الآتي منطقة في غاز تحتوي على بعض جزيئات هذا الغاز. توضح الأسهم سرعات الجزيئات. ما الذي يوضحه الشكل توضيحًا غير صحيح عن الحركة البراونية للجزيئات؟ (أ) يتحرك كل جزيء في خط مستقيم. (ب) جميع الجزيئات لها نفس السرعة. (ج) تتحرك جميع الجزيئات في اتجاهات مختلفة. (د) تختلف المسافة بين معظم الجزيئات اختلافًا كبيرًا عن المسافة المتوسطة بين الجزيئات.

لنتذكر أننا نريد أن نحدد أيًّا من هذه التفسيرات يوضح السبب في أن هذا الشكل لا يمثل الحركة البراونية تمثيلًا صحيحًا. يمكننا تعريف الحركة البراونية بأنها الحركة العشوائية لجزيء بسبب التصادمات مع جزيئات أخرى. لنفترض أن لدينا مجموعة من الجزيئات التي تتحرك جميعها في اتجاهات مختلفة وبسرعات مختلفة. بمرور الزمن، تتصادم هذه الجزيئات ببعضها. هذا يعني أننا إذا تتبعنا مسار إحدى هذه الجزيئات، كهذا الجزيء هنا، فسيبدو المسار مع الزمن بهذا الشكل؛ حيث يمثل كل جزء من هذه القطع المستقيمة الصغيرة مسار الجزيء فيما بين التصادمات.

نلاحظ كيف تبدو هذه الحركة عشوائية. إذ تبدو أنها تتجه في أي اتجاه، ولكن هذه الاتجاهات تحكمها التصادمات. وعليه، إذا كان هذا هو ما تبدو عليه الحركة البراونية، فما الذي يوضحه الشكل توضيحًا غير صحيح عن الحركة البراونية للجزيئات؟ نلاحظ أن هذه الجزيئات الستة تتحرك في جميع الاتجاهات المختلفة. وهذه إحدى خواص الحركة البراونية. إذن، هذا ليس سببًا لعدم توضيح الشكل لهذه الحركة.

وكما ينص عليه الخيار (أ)، من الصحيح أن كل جزيء في الشكل يتحرك في خط مستقيم. وهذا ينطبق دائمًا على الحركة البراونية فيما بين التصادمات مع الجزيئات الأخرى. فما دام أن الجزيء لا يتعرض لأي تصادم، فإنه سيتحرك في خط مستقيم. ينص الخيار (ب) على أن جميع الجزيئات لها نفس السرعة. يمكننا ملاحظة هذا الأمر بمقارنة أطوال متجهات السرعة هذه. فجميع الأطوال متساو؛ مما يعني أن هذه الجزيئات تتحرك جميعها بالسرعة نفسها. في أي مجموعة من الجزيئات التي تتحرك حركة براونية، تتفاوت سرعات الجزيئات. فبعض الجزيئات يتحرك أسرع، وبعضها يتحرك أبطأ. وهذه إحدى خواص الجزيئات التي تتحرك حركة براونية.

يبدو إذن أن الخيار (ب) سيكون الخيار الذي يصف ما يوضحه الشكل توضيحًا غير صحيح عن الحركة البراونية. فجميع الجزيئات الموجودة في الشكل لها نفس السرعة، لكن هذا لا يتوافق مع الحركة البراونية. وللتأكد من أن هذه الإجابة هي الإجابة الصحيحة، دعونا نلق نظرة على الخيار (د). ينص هذا الخيار على أن المسافة بين معظم الجزيئات تختلف اختلافًا كبيرًا عن المسافة المتوسطة بين الجزيئات في الشكل. تذكر أن هذه الجزيئات الستة تشغل منطقة واحدة من مجموعة أكبر من الجزيئات التي تكون الغاز.

ينص الخيار (د) على أن المسافة بين هذه الجزيئات تختلف اختلافًا كبيرًا عن المسافة بين معظم الجزيئات التي تكون الغاز الأكبر. لكن لأننا لا نرى باقي الغاز، فإننا لا نعلم إذا ما كان هذا صحيحًا أم لا. لكن حتى إذا كان هذا صحيحًا، فلن يكون ذلك سببًا لعدم توافق الحركة الموضحة في الشكل مع الحركة البراونية. فحتى بين مجموعة جزيئات تتحرك حركة براونية، قد تختلف كثافة الجزيئات في منطقة تلك المجموعة عند لحظة معينة. وهذا لا يعني أن الجزيئات لا تتحرك حركة براونية. ولذلك، لن نختار الخيار (د) أيضًا.

وهذا يؤكد أن الخيار (ب) هو الإجابة الصحيحة. إذن، فحقيقة أن جميع الجزيئات الموجودة في الشكل لها السرعة نفسها توضح لنا أن هذا الشكل لا يوضح الحركة البراونية توضيحًا صحيحًا.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.