Vidéo question :: Identifier le mouvement brownien d’une particule individuelle Physique

Transcription de la vidéo

Lequel des objets suivants a un mouvement qui représente le mieux le mouvement brownien ?

En regardant nos cinq choix de réponse, nous pouvons déterminer lequel est le meilleur en considérant ce qu’implique le mouvement brownien. Ce type de mouvement est décrit comme le mouvement en apparence aléatoire d’une particule provoquée par des collisions avec d’autres particules. Donc, disons que nous avons un tas de particules essentiellement identiques et que toutes ces particules étaient en mouvement à des vitesses différentes et selon des directions différentes. De temps en temps, ces particules entrent en collision les unes avec les autres. Et si nous suivons le mouvement de l’une de ces particules, disons celle-ci en rose, alors, au fil du temps, nous verrons cette particule suivre un chemin déterminé par les collisions avec les autres particules. Son mouvement semble être en apparence aléatoire.

En examinant nos choix de réponse, le choix (A) montre une particule qui se déplace en ligne droite. Cela pourrait représenter une partie du mouvement brownien avant que cette particule ne soit entrée en collision avec une autre, mais ce n’est pas la meilleure représentation du mouvement brownien. S’il s’agit effectivement d’un mouvement brownien, l’échelle de temps sur laquelle nous voyons ce mouvement est trop courte pour le reconnaître. Le choix de réponse (B) montre une particule qui tourne autour d’un axe qui passe par son centre. Ce n’est pas non plus le mouvement brownien. Ce n’est pas un mouvement en apparence aléatoire entraîné par des collisions. La particule dans le choix (C) ne montre aucun mouvement. Dans le mouvement brownien, une particule a tendance à ne pas rester immobile.

En regardant ensuite le choix de réponse (D), la particule ici présente un mouvement en apparence aléatoire. Pour tout endroit donné de la trajectoire de la particule, nous ne pouvons pas deviner dans quelle direction elle se déplacerait ensuite. Cela est en accord avec notre définition du mouvement brownien. Le choix de réponse (D) semble prometteur. Et pour confirmer que ce sera notre réponse, examinons le choix de réponse (E). Ici, la particule se déplace selon un cercle complet. Donc, elle se déplace, mais ce mouvement n’est pas aléatoire. Plutôt, c’est un mouvement très ordonné, et donc ce n’est pas une représentation de mouvement brownien.

Parmi toutes les possibilités, le choix (D) représente le mieux le mouvement brownien.