* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
гл. HI]
ТЕОРИЯ
БРАУИОВСКОГО
ДВИЖЕНИЯ
417
что мы и должны были ожидать, так как благодаря действию постоян ной силы на движение, вызванное молекулярными толчками, наклады вается стройное движение, вызванное постоянной силой. Нетрудно опять показать, что (66) удовлетворяет уравнению
Это уравнение есть уравнение диффузии при условии, что на раство ренное или взвешенное вещество будет действовать постоянная сила, вызывающая в данных частицах постоянную скорость. Действительно, так как скорость равна уР, то в единицу времени через 1 см будет передаваться вследствие наличия подя с у Р граммов вещества, а благодаря Ъс д и ф ф у з и и — D — (знак минус потому, что диффузия идет в сторону убы2
оХ
вающей концентрации). Рассматривая теперь количество вещества, проходящее через два квадратных сантиметра, отстоящих друг от друга на расстоянии dx, мы находим: Ьх
r*) + 5 ( - ° 6 + & H
ft
1
Ъх*
Ьх
9
но ведь это выражение есть не что иное, как прирост концентрации за единицу времени в слое dx, рассчитанный на 1 см поверхности, т. е.
2
—,
откуда и получаем
уравнение
вида
( 6 9 ) . Точно т а к ж е непосред¬ уравнение (6§) удовле
ственной подстановкой можем
убедиться, что
творяется выражением ( 6 6 ) . Теперь мы можем подойти к задаче, которую поставил себе Смолуховский в 1913 г. Рассмотрим движение брауновской частицы, на которую действует сила, пропорциональная смещению этой частицы из ее положения рав новесия. При этом пусть сила Р — — а л г , т. е. сила пропорциональна смещению из положения равновесия. На первый взгляд кажется, что этот случай фантастический. В самом деле, где мы можем найти слу чай, когда брауновская частица связана с о своим положением равно весия упругой силой? Однако в настоящее время такие случаи реализо ваны на опыте. Если мы возьмем, например, кварцевую нить (очень гонкую) и подвесим ее в разреженном воздухе, то свободный конец ее будет совершать брауновские движения, а при отклонении нити на нее будет, действовать слагающая силы тяжести, как в обыкновенном маят нике, и эта слагающая, как известно, пр шорциональна смещению из положения равновесия. Таким образом, пример Смолуховского легко, как теперь оказывается, осуществим на опыте. Если мы вместо уР подставим — уах = — $х, то уравнение диффузии для этого случая полу чится вида:
27
Тимирязев,
Lee, енив в тсорет. фи.ии: