Brownsche Molekularbewegung

1827 beobachtete der schottische Botaniker Robert Brown unter dem Mikroskop, wie Pflanzenpollen sich in einem Wassertropfen unregelmäßig hin- und herbewegten [1]. Die Ursache sind Stöße durch die thermische Bewegung von Molekülen.

Diese Stöße addieren sich vektoriell, d.h. Stärke und Richtung sind ausschlaggebend. Die Stöße ändern sich natürlich jeden Moment in der Stärke und der Richtung. Wird ein "großer" Partikel von sehr vielen Stößen getroffen, so heben sie sich (teilweise) gegenseitig auf.

Beeinflussung der Bewegung durch Moleküle. (Brown.gif)

Beschreibung:
Die kleinen Kreise stellen Moleküle dar. Der Pfeil eines Kreises zeigt die Bewegungsrichtung an. Die Länge stellt die Geschwindigkeit dar. Der grosse Kreis entspricht einem Partikel, z.B. einem Pflanzenpollen. Seine Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit wird durch die Moleküle beeinflusst.

Brownsche Molekularbewegung-Java Application

Die folgende Java Application simuliert die Brownsche Molekularbewegung: Brown.jar. Bei der Berechnung verändert ein Partikel aufgrund von Stößen umgebender Moleküle seine Lage in eine zufällige Richtung um einen zufällig großen Betrag. Die Zufallsvariablen für Richtung und Betrag sind normalverteilt.

Bild von der Brownschen Molekularbewegung

Bedienungsanleitung:
Bitte laden sie sich die Java Application auf ihren Rechner. Starten sie die Application und klicken in das Fenster. Jeder Klick erzeugt 100 Partikel, die sich entsprechend der Brownschen Bewegung verteilen. Partikel, die das Bild über den Rand verlassen wollen, kommen auf der gegenüberliegenden Seite wieder zum Vorschein.

 
 
 
 

Ressourcen

   
Executable Jar der Brownschen Molekularbewegung Brown.jar
 
 




Detlef Brand
Stralsunder Ring 14
D-38444 Wolfsburg
phone: +49 5361 888140
e-mail: detlef.brandnull@systecture.de