Home Sains Gerakan Brawn – Brownian Motion

Gerakan Brawn – Brownian Motion

160
gelembung air

Gerakan Brown adalah gerakan acak partikel dalam cairan karena bertumbukan dengan atom atau molekul lain.

Gerakan Brown juga dikenal sebagai pedesis, yang berasal dari kata Yunani untuk “melompat”. Meskipun sebuah partikel mungkin berukuran besar dibandingkan dengan ukuran atom dan molekul di media sekitarnya, namun dapat dipindah-pindahkan oleh banyak massa kecil yang bergerak cepat. Gerakan brown dapat dianggap sebagai gambar makroskopis (terlihat) partikel yang dipengaruhi oleh banyak efek acak mikroskopik.

Istilah Gerakan Brown diambil dari ahli botani Skotlandia Robert Brown, yang mengamati butir serbuk sari yang bergerak secara acak di air. Dia menggambarkan gerakan tersebut pada tahun 1827, namun tidak dapat menjelaskannya. Sementara pedesis mengambil namanya dari Brown, dia sebenarnya bukan orang pertama yang mendeskripsikannya. Penyair Romawi Lucretius menggambarkan gerak partikel debu sekitar tahun 60 SM, yang ia gunakan sebagai bukti atom.

Fenomena gerakan itu tetap tidak dapat dijelaskan sampai tahun 1905, ketika Albert Einstein menerbitkan sebuah makalah yang menjelaskan bahwa serbuk sari dipindahkan oleh molekul air dalam cairan tersebut. Seperti halnya Lucretius, penjelasan Einstein berfungsi sebagai bukti tidak langsung tentang keberadaan atom dan molekul. Perlu diingat, pada pergantian abad ke-20, keberadaan unit materi mungil seperti itu hanya sebuah teori. Pada tahun 1908, Jean Perrin berhasil membuktikan hipotesis Einstein, yang memberi Perrin Hadiah Nobel Fisika 1926 “atas karyanya mengenai struktur materi yang terputus-putus”.

Gambaran matematis gerak Brown adalah perhitungan probabilitas yang relatif sederhana, yang hanya dalam fisika dan kimia, tetapi juga untuk menggambarkan fenomena statistik lainnya. Orang pertama yang mengajukan model matematika untuk gerakan Brown adalah Thorvale N. Thiele dalam makalah dengan metode kuadrat terkecil, yang diterbitkan pada tahun 1880.

Model modern adalah proses Wiener, dinamakan untuk menghormati Norbert Wiener, yang menggambarkan fungsi proses stokastik kontinyu. Gerakan Brown dianggap sebagai proses Gaussian dan proses Markov dengan jalan terus menerus terjadi selama waktu kontinu.

Karena pergerakan atom dan molekul dalam cairan dan gas secara acak, dari waktu ke waktu, partikel yang lebih besar akan menyebar secara merata ke seluruh medium. Jika ada dua daerah yang berdekatan dengan materi dan wilayah A mengandung partikel dua kali lebih banyak daripada daerah B, probabilitas bahwa partikel akan meninggalkan daerah A untuk memasuki daerah B dua kali lebih tinggi dari probabilitas suatu partikel akan meninggalkan daerah B untuk masuk A. Difusi, pergerakan partikel dari daerah yang lebih tinggi ke konsentrasi rendah, dapat dianggap sebagai contoh makroskopis gerak Brown.

Setiap faktor yang mempengaruhi pergerakan partikel dalam fluida mempengaruhi laju gerak Brown. Misalnya, kenaikan suhu, peningkatan jumlah partikel, ukuran partikel kecil, dan viskositas rendah meningkatkan laju gerak.

Contoh BROWNIAN MOTION

Sebagian besar contoh gerakan Brown adalah proses transportasi yang dipengaruhi oleh arus yang lebih besar dan juga menunjukkan pedesis.

Contohnya meliputi:

  • Gerak serbuk sari pada air
  • Gerakan debu bergerak di ruangan (meski sebagian besar terkena arus udara)
  • Difusi polutan di udara
  • Difusi kalsium melalui tulang
  • Gerakan “lubang” muatan listrik di semikonduktor

Mengapa Gerakan Brawn Penting?

Definisi gerak Brown menjadi penting karena sebagai langkah awal dalam mendukung teori atom modern. Saat ini, model matematika yang menggambarkan gerakan Brown, digunakan dalam matematika, ekonomi, teknik, fisika, biologi, kimia, dan sejumlah disiplin lainnya.

BROWNIAN MOTION VS MOTILITY

Sulit membedakan antara pergeseran dan gerakan Brown karena efek lainnya. Dalam biologi misalnya, yang diamati perlu untuk diketahui apakah spesimen bergerak karena bersifat motil (mampu bergerak sendiri, mungkin karena silia atau flagela) atau karena subjek gerakan Brown.

Biasanya, cara untuk membedakan proses karena gerakan Brown biasanya tampak tersentak, acak, atau seperti getaran. Sedangkang Motilitas sejati sering terlihat sebagai jalan atau gerak yang memutar atau berputar ke arah yang spesifik. Dalam mikrobiologi, motilitas dapat dikonfirmasi jika sampel diinokulasi dalam media semipadat bermigrasi jauh dari garis yang dibuat.

Leave a Reply