Что открыл броун в физике
Роберт Браун: биография, вклад и открытия, работы
Содержание:
В то время его открытие не было понято, и хотя он сам знал, что столкнулся с чем-то неизвестным и важным (что он считал секретом жизни, двигателем, который двигает все вещи на планете), он не мог выдвинуть теорию по этому поводу. Однако его открытия позже были использованы Эйнштейном и другими, чтобы придумать свои собственные.
Хотя Браун не завершил учебу в университете, годы, которые он провел, изучая, сочиняя или руководя учреждениями в области ботаники, заслуживают степени. honoris causa которые были ему присуждены, а также его уважение как ботаника, поскольку его вклад в таксономию или систематизацию видов стал важной вехой для этой научной отрасли.
биография
Роберт Браун родился 21 декабря 1773 года в Монтроузе, Ангус, Шотландия. Он был сыном Джеймса Брауна, священника епископальной церкви; и Хелен Тейлор, дочь пресвитерианского священника.
Он посещал местную начальную школу и начал изучать медицину в колледже Маришаль в Абердине, но бросил учебу, потому что он и его семья переехали в Эдинбург в 1790 году.
Уже в Эдинбурге он возобновил свои медицинские исследования в университете этого города, но больше склонялся к ботанике и естествознанию, общаясь с экспертами по этому предмету.
В 1795 году, не закончив учебу, которую он оставил двумя годами ранее, он записался в армию в полк Фенсибл, где служил помощником хирурга и знаменосцем.
Во время службы в армии его отправили в место, где не было много военных действий, что позволило ему продолжить свои ботанические исследования.
В это время он встретил сэра Джозефа Бэнкса, одного из самых важных ботаников в истории, и стал членом Линнеевского общества, отвечающего за упорядочивание и классификацию видов растений и животных.
Экспедиция в Австралию
Спустя пять лет он оставил армию и принял должность натуралиста в экспедиции в Австралию (известную тогда как Новая Голландия) для изучения топографии местности на корабле под названием «Исследователь», которым командовал Мэтью Флиндерс. Этот корабль отплыл в следующем году, в 1801 году.
Браун был рекомендован на эту должность сэром Джозефом Бэнксом, и ему было поручено собрать как можно больше растений, насекомых и птиц, для чего его в миссии сопровождали садовник и ботанический иллюстратор.
Там он оставался почти 4 года, посвятив себя сбору более 3000 видов растений (некоторые исследования показывают, что их было более 4000), а затем он вернулся в Великобританию, чтобы посвятить себя их изучению и классификации.
Однако на обратном пути произошла авария с одним из кораблей, на борту которого находилась часть коллекции, и находившиеся на нем экземпляры были потеряны.
Несмотря на это, Браун работал с остальным собранным материалом, и на публикацию своей работы ушло пять лет. Prodromus Florae Novae Hollandiae et Insulae Van Diemen, где он систематически детализировал более 2000 видов, которые он идентифицировал. Из них более половины до того времени были неизвестны.
Консолидация в ботанике
В том же самом году (1810) сэр Джозеф Бэнкс назначил Брауна своим библиотекарем, и благодаря публикации этой работы и достигнутому ею авторитету и признанию Браун стал частью Королевского общества, Института Франции и заказ Pour le Merité.
Позже Браун был назначен главой нового отдела ботаники в отделе естественной истории Британского музея, и эту должность он занимал до своей смерти.
Будучи членом Линнеевского общества, он годами писал статьи для журнала этого общества под названием Линнейский. Браун также был президентом этого учреждения в течение четырех лет.
Дальнейшие исследования и смерть
Этот исследователь всю жизнь продолжал заниматься ботаническими исследованиями и в 1827 году он заметил движение в пыльцевых зернах видов Clarkia Pulchella под микроскопом. Это заставило нас подумать, что эти зерна были живыми, поскольку они не двигались никаким внешним воздействием, а скорее были их собственным движением.
Поместив эти зерна под линзу и суспендированные в жидкости, наблюдались мелкие частицы, которые совершали движение без видимого направления или цели, которые он считал и описывал как жизнь, существующую в пыльце, поскольку она была частью живого существа.
Однако позже он изучал другие виды растений и различные неорганические объекты, такие как углерод, стекло, металл и пыль, с помощью микроскопа, в котором он наблюдал то же движение мелких частиц. Браун никогда не предполагал, что это за движение, но он оставил свои наблюдения в письменной форме.
Роберт Браун умер 10 июня 1858 года в возрасте 84 лет в Лондоне, Англия, далеко от своей родины.
Вклады и открытия
Открытие видов
Еще изучая медицину, но постепенно превращаясь в ботанику, Браун обнаружил Алопекур альпийский, разновидность травы в высокогорье Шотландии. Эта находка была сделана в 1792 году.
Несколько австралийских видов, обнаруженных в его экспедиции, названы в честь Брауна, например, эвкалипт коричневый или коричневый ящик, Banksia Brownii и мох тетродонтиум браунианум.
Флора Австралии
Первый и наиболее полный сборник по флоре Австралии (до сих пор) был составлен Брауном. Он открыл более тысячи новых видов, описал и классифицировал их таким образом, что документ остается актуальной ссылкой.
Систематизация видов или таксономия
В своей основной работе (Знакомство с флорой Новой Голландии), а в нескольких опубликованных им статьях Браун создал систему порядка или классификации видов, которую не видели до этого, и которая до сих пор используется в таксономической науке.
Существующая до того времени система была улучшена Брауном, включая новые классификации и с учетом характеристик, которые не были учтены, особенно в области эмбриологии растений, которые ему удалось изучить под микроскопом.
Броуновское движение
Несомненно, одним из главных признаний этого ботаника было описание движения того, что мы знаем сегодня как атомы и молекулы, совершенно неизвестных в то время.
Хотя Браун был не первым и не единственным, кто наблюдал это движение, он был тем, кто мог лучше всего описать его до того момента, учитывая новизну, которую представлял микроскоп для того времени, и то, что это был не очень распространенный объект.
В его честь это движение известно как броуновское движение, и это было его величайшим вкладом, поскольку оно касалось не только его научной отрасли, но также физики, химии и многих других.
Разница между голосеменными и покрытосеменными
Браун посвятил свою жизнь изучению растений, всех аспектов растений внутри и снаружи. По общему признаку он классифицировал их по группам, что значительно облегчает их изучение.
В рамках этой системы он создал один из своих величайших вкладов: это создание категории растений, которая различает покрытосеменные и голосеменные, что важно для изучения воспроизводства растений. Ботаники продолжают использовать эту категоризацию и сегодня.
Первые обычно представляют собой растения, у которых есть цветы или плоды, внутри которых находятся их семена; С другой стороны, у последних нет цветов или плодов, и, следовательно, их семена находятся на поверхности их ствола, листьев или любой внешней части растения.
Пожертвование библиотеки сэра Джозефа Бэнкса
В 1820 году Браун унаследовал важную библиографическую коллекцию от сэра Бэнкса. Позже он передал эту работу Британскому музею (1827 г.), отдел ботаники которого он руководил.
Пьесы
Среди самых выдающихся книг Роберта Брауна особенно выделяются три его работы: Lботаническая история Ангуса, Знакомство с флорой Новой Голландии Y Краткая информация из моих микроскопических наблюдений. Ниже мы опишем наиболее выдающиеся характеристики каждой из этих работ.
Ботаническая история Ангуса (1792)
Эта публикация была первой статьей по ботанике, которую Браун написал в начале своей карьеры.
Знакомство с флорой Новой Голландии (1810)
Это результат исследований, которые он провел на всех видах, собранных во время его экспедиции в Австралию, из которых он опубликовал только один том из-за небольшого количества продаж, которые он получил.
Краткая информация из моих микроскопических наблюдений (1828)
Благодаря этой работе произошло одно из величайших научных открытий, которые Эйнштейн позже использовал для формулировки своей теории о существовании ядра клетки, состоящего из атомов и молекул.
Ссылки
Клептомания: симптомы, причины и лечение
Почему тревога может привести к полноте, согласно нескольким научным исследованиям
Роберт Броун
Натуралист изучал морфологию и систематику растений, описал флору Центральной Африки, Австралии и Индонезии.
Рассмотрел, и познакомил мир с внутренним строением растительной клетки. Чаще учёный известен как открывший «броуновское движение».
↑ Роберт Броун биография
Дата рождения Роберта Броуна – 21.12.1773 г. Родился в Шотландии, в портовом городе Монтроз.
Отец: священник Джеймс Браун, человек с сильным характером и с тяжёлым нравом, воспитывал в детях беспрекословное послушание, чему Роберт чаще противился.
Мать звали Хеленой урожденная Тейлор, она дочь пресвитера.
↑ Роберт Броун биолог
Роберта с детства интересовало, как называются насекомые, животные и растения. Мальчик узнавал полезные и ядовитые свойства найденного растения, в каких условиях растёт, когда цветёт и плодоносит. Изучая библиотеку и коллекции Бэнкса, считается знатоком растений.
Главной работой, которой увлекался Броун, были морфология, систематика растительного мира и эмбриология животных. О результатах исследований учёный регулярно писал в публикациях. Классифицируя растения, составлял понятную терминологию, исправил много старых определений и устанавливал новые семейства. Высшие растения поделил на голосеменные и покрытосеменные растения.
Исследуя физиологию, а именно, как развивается пыльник и как в нём движутся плазматические тельца, обратил внимание на беспорядочное движение частиц. За помощью, в составлении отделов ботаники для донесений, к Броуну обращались Парри, Клаппертон и Росс, путешественники полярных стран.
Хирург Ричардсон так же обратился с просьбой помочь систематизировать привезённый из экспедиции материал. Составил описания гербариев, которые собрали: Горсфильд, путешествуя по Яве (1802-1815 гг.), Клаппертон и Оудни привезли коллекцию из Центральной Африки, Кристиан Смит — с реки Конго.
↑ Роберт Броун физик
Однажды учёный-ботаник наблюдал в микроскоп за поведением цветочной пыльцы, добавленной к воде. В ярком свете лампы непрерывно и хаотично двигались чёрные точки, не нарушая неподвижного состояния поверхности капли. То же увидел учёный и после, как капля оставалась в покое 1 час. Тогда исследователь рассмотрел взвесь глины, и увидел те же хаотичные движения.
Учёный продолжил исследования, помещая материал в горячую и холодную воду, где частицы продолжали двигаться, но изменяя скорость. С этим открытием имя Роберта Броуна осталось в истории физики, о чём указывают справочники, называя открытие «броуновским движением». 40 лет не находили правильного ответа этому явлению. В 1905 г. Эйнштейн и Смолуховский создали теорию, объясняющую явление движения частиц.
↑ Открытия Броуна
↑ Броуновское движение
Броуновским движением называют видимые под микроскопом хаотичные перемещения маленьких частичек взвеси, на которые действуют удары молекул и других частиц. Чтобы увидеть похожее движение у пылинок в воздухе, стоит воспользоваться стеклом бутылки. Объяснение не находили много лет.
Двигающиеся молекулы – это тепловое движение. Когда температуру повышают, движение ускоряется и наоборот. То же происходит, если в растворе маленькие частицы или раствор вязкий. Причём движение постоянное и непрерывное в живых, не живых и мёртвых материалах. Попытка объяснить броуновское движение сделана в конце XIX века преподавателем Людвигом Кристианом Винером. Он высказал мнение о связи колебательных движений с невидимыми атомами.
Так появилось первое предположение, что броуновское движение поможет разгадать, как устроена материя. Этот учёный даже пробовал измерять, с какой скоростью двигаются частицы. Похожую работу, в 1921 г., проделал американец, основатель кибернетики, Норберт.
↑ Вклад в науку (биологию и физику)
После изучения и систематизирования материалов, которые он привёз из Австралии, Броун выпускает издания:
Роберт Броун описал хаотические движения пыльцевых зёрен и предоставил науке правильное описание клеточного ядра растительной клетки (1831 г.), что помогло создать клеточную теорию. 4и 5-томное издание по этой теме называется ««Смешанные ботанические труды».
Неес фон Эзенбек перевёл сочинение на немецкий язык. Классификацией, где Броун предложил деление растений на голосеменные и покрытосеменные отделы, пользуются и теперь. Через 8 лет после смерти учёного издаётся труд Беннета «Различные ботанические работы Роберта Брауна » в 3 томах.
↑ Итоги
Броуновское движение
Малые частицы взвеси хаотично движутся под воздействием ударов молекул жидкости.
Во второй половине ХIХ века в научных кругах разгорелась нешуточная дискуссия о природе атомов. На одной стороне выступали неопровержимые авторитеты, такие как Эрнст Мах (см. Ударные волны), который утверждал, что атомы — суть просто математические функции, удачно описывающие наблюдаемые физические явления и не имеющие под собой реальной физической основы. С другой стороны, ученые новой волны — в частности, Людвиг Больцман (см. Постоянная Больцмана) — настаивали на том, что атомы представляют собой физические реалии. И ни одна из двух сторон не сознавала, что уже за десятки лет до начала их спора получены экспериментальные результаты, раз и навсегда решающие вопрос в пользу существования атомов как физической реальности, — правда, получены они в смежной с физикой дисциплине естествознания ботаником Робертом Броуном.
Еще летом 1827 года Броун, занимаясь изучением поведения цветочной пыльцы под микроскопом (он изучал водную взвесь пыльцы растения Clarkia pulchella), вдруг обнаружил, что отдельные споры совершают абсолютно хаотичные импульсные движения. Он доподлинно определил, что эти движения никак не связаны ни с завихрениями и токами воды, ни с ее испарением, после чего, описав характер движения частиц, честно расписался в собственном бессилии объяснить происхождение этого хаотичного движения. Однако, будучи дотошным экспериментатором, Броун установил, что подобное хаотичное движение свойственно любым микроскопическим частицам, — будь то пыльца растений, взвеси минералов или вообще любая измельченная субстанция.
Лишь в 1905 году не кто иной, как Альберт Эйнштейн, впервые осознал, что это таинственное, на первый взгляд, явление служит наилучшим экспериментальным подтверждением правоты атомной теории строения вещества. Он объяснил его примерно так: взвешенная в воде спора подвергается постоянной «бомбардировке» со стороны хаотично движущихся молекул воды. В среднем, молекулы воздействуют на нее со всех сторон с равной интенсивностью и через равные промежутки времени. Однако, как бы ни мала была спора, в силу чисто случайных отклонений сначала она получает импульс со стороны молекулы, ударившей ее с одной стороны, затем — со стороны молекулы, ударившей ее с другой и т. д. В результате усреднения таких соударений получается, что в какой-то момент частица «дергается» в одну сторону, затем, если с другой стороны ее «толкнуло» больше молекул — в другую и т. д. Использовав законы математической статистики и молекулярно-кинетической теории газов, Эйнштейн вывел уравнение, описывающее зависимость среднеквадратичного смещения броуновской частицы от макроскопических показателей. (Интересный факт: в одном из томов немецкого журнала «Анналы физики» (Annalen der Physik) за 1905 год были опубликованы три статьи Эйнштейна: статья с теоретическим разъяснением броуновского движения, статья об основах специальной теории относительности и, наконец, статья с описанием теории фотоэлектрического эффекта. Именно за последнюю Альберт Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике в 1921 году.)
В 1908 году французский физик Жан Батист Перрен (Jean-Baptiste Perrin, 1870–1942) провел блестящую серию опытов, подтвердивших правильность эйнштейновского объяснения феномена броуновского движения. Стало окончательно ясно, что наблюдаемое «хаотичное» движение броуновских частиц — следствие межмолекулярных соударений. Поскольку «полезные математические условности» (по Маху) не могут привести к наблюдаемым и совершенно реальным перемещениям физических частиц, стало окончательно ясно, что спор о реальности атомов окончен: они существуют в природе. В качестве «призовой игры» Перрену досталась выведенная Эйнштейном формула, которая позволила французу проанализировать и оценить среднее число атомов и/или молекул, соударяющихся с взвешенной в жидкости частицей за заданный промежуток времени и, через этот показатель, рассчитать молярные числа различных жидкостей. В основе этой идеи лежал тот факт, что в каждый данный момент времени ускорение взвешенной частицы зависит от числа соударений с молекулами среды (см. Законы механики Ньютона), а значит, и от числа молекул в единице объема жидкости. А это не что иное, как число Авогадро (см. Закон Авогадро) — одна из фундаментальных постоянных, определяющих строение нашего мира.
Профессор Знаев
ОСНОВНОЕ МЕНЮ
НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА
РУССКИЙ ЯЗЫК
ЛИТЕРАТУРА
АНГЛИЙСКИЙ ЯЗЫК
НЕМЕЦКИЙ ЯЗЫК
ИСТОРИЯ
БИОЛОГИЯ
ГЕОГРАФИЯ
МАТЕМАТИКА
ИНФОРМАТИКА
Физическое открытие ботаника Броуна
…Началась эта история в 1827 г. Почтенный хранитель ботанического отделения Британского музея мистер Роберт Броун поднял глаза от окуляра микроскопа и то ли с досадой, то ли с удовлетворением констатировал: «Опять те же самые!» В ярко освещенном поле зрения прибора взад и вперед сновали темные точки. Те, что были больше, двигались медленнее, не спеша меняли направление. Более мелкие – скакали хаотично, беспорядочно, бросаясь из стороны в сторону.
Ученый ботаник задумался: «Почему?» Только час назад он собрал в последний раз пыльцу со своих цветов, размешал ее в воде и капнул капельку на предметное стекло микроскопа. Час – это вполне достаточное время, чтобы частицы успокоились. А они продолжали быстро двигаться.
Обычно невозмутимый шотландец в волнении вышел из-за стола и принялся ходить по просторному кабинету. Куда подевалась неподвижность. И тут у него возникла идея – простая, как все гениальное. Почтенный ученый выскочил из кабинета…
Зажав в руке комочек глины, Броун заторопился обратно. Всю дорогу повторял он про себя условия эксперимента: «Глина – мертвая. Мертвая! В этом не усомнится никто! Значит, ее частицы, размешанные в воде, тоже будут мертвыми частичками. И если они останутся неподвижными под микроскопом…»
…В ярко освещенном поле зрения прибора хаотично сновали темные точки! Те, что были больше, двигались медленнее, мелкие – скакали беспорядочно, бросаясь из стороны в сторону. Неживые, – они хаотично двигались будто бы под влиянием чего-то невидимого.
Броун был настоящим ученым и, столкнувшись с непонятным явлением, добросовестно начал исследовать его. Он обнаружил, что в горячей воде частицы движутся быстрее, чем в холодной. Убедился в том, что их путь совсем случайный… Он сделал все, что мог, и вскоре с чистой совестью снова принялся за исследования растительных клеток. Ботаника – это было для него гораздо интереснее.
Кто же он, ботаник Броун, который своим открытием изменил представление о строении вещества?
Роберт Броун родился в 1773 г. в семье священника. Он изучал медицину в университетах Абердина и Эдинбурга, пять лет прослужил в английской армии офицером медицинской службы.
В 1798 г. президент Лондонского Королевского научного общества сэр Джозеф Бэнкс рекомендовал его на должность натуралиста на борту корабля «Investigator», отправлявшегося с исследовательскими целями к берегам Австралии. Во время этой экспедиции Броун собрал огромную коллекцию растений.
Ученый – это не тот, кто дает необходимые ответы, а тот, кто задает необходимые вопросы.
По возвращении в 1805 г. в Англию Броун несколько лет посвятил классификации собранных в экспедиции растений, большинство из которых ранее не были известны науке.
В 1810 г. Дж. Бэнкс взял ботаника к себе библиотекарем. В 1820 г. Броун получил от него в наследство библиотеку и коллекции, которые в 1827 г. передал в Британский музей, где стал хранителем вновь созданного ботанического отделения.
В 1828 г. Броун опубликовал «Краткий отчет о наблюдениях в микроскоп…», в котором описал открытое им движение частиц. Именно он описал ядро растительной клетки.
В 1827 г. Броун был избран почетным членом Петербургской академии наук. Умер Броун в 1858 г.
Роберт Броун был уверен, что он оставит след в истории ботаники, а получилось так, что его имя вошло в историю физики. Поэтому в физических справочниках можно прочитать:
«Роберт Броун (1773–1858), шотландский ботаник, открывший беспорядочное движение мельчайших частиц в жидкости или газе под влиянием ударов молекул окружающей среды, получившее название ”броуновское движение”».
Интересно, что на протяжении почти сорока лет не было правильного объяснения причин броуновского движения. Теория этого явления была создана благодаря работам А. Эйнштейна и М. Смолуховского только в 1905–1906 годах.
Роберт Броун
Роберт Броун
