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¿Qué es el movimiento browniano?

98193992.jpg Dorling Kindersley RF/Thinkstock

Albert Einstein es mundialmente reconocido por su teoría de la relatividad. Sin embargo, pocos conocen su aporte a la explicación del movimiento browniano que tuvo de cabeza a los científicos durante muchos años.

Seguramente alguna vez has visto motitas de polvo zigzagueando en el aire cuando un rayo de luz los ilumina, como en un cine, o a un borracho caminando dando tumbos por todos lados. Existen en la naturaleza muchos fenómenos que parecieran realizarse sin ningún patrón en particular, algo así es lo que había observado Robert Brown, un botánico que examinaba polen en un recipiente con agua bajo un microscopio.

En 1827 Robert Brown observó como las partículas de polen en el agua se movían de una manera errática, en todas direcciones. Por un momento pensó que se trataba de la “vida” que existía dentro del polen, sin embargo, repitió el experimento con diferentes partículas de polvo obteniendo resultados similares. De sus observaciones y las de otros científicos se pudieron obtener un par de conclusiones: que las partículas presentaban mayor movimiento entre más pequeñas fueran y que éste aumentaba también al incrementar la temperatura del líquido. A este tipo de movimiento azaroso se le dio el nombre de movimiento browniano en su honor.

Ludwig Christian Wiener escribió una hipótesis en la que decía que este movimiento se podía explicar si el agua estuviera formada de átomos que chocaran por todas partes. Cabe aclarar que en aquel entonces, las moléculas y los átomos eras solamente especulaciones teóricas, con seguidores y detractores, ya que no se había encontrado aun una forma de confirmarlo.

En 1905 entra en escena Albert Einstein, quien se interesó también en el movimiento aleatorio de las partículas suspendidas en agua, y se preguntó si el movimiento de una partícula lo suficientemente grande para ser observada bajo un microscopio al interactuar con el agua podría ser una prueba de la existencia de los átomos.

Einstein relacionó conceptos ya existentes y con su genialidad pudo encontrar una forma de demostrar la existencia de los átomos, resulta un tanto complicado detallar todas las características de su razonamiento, pero podemos resumir las conclusiones de la siguiente manera:

  • El calor o el aumento de la temperatura no es más que la vibración de los átomos. A mayor temperatura, mayor movimiento atómico.
  • Los átomos golpean a las partículas por todos lados, y la suma de todas estas fuerzas mueven a las partículas en una dirección o en otra.
  • También dedujo que si mediamos el recorrido promedio de una partícula, en lugar de su recorrido real, podíamos obtener el numero de Avogadro (una constante muy utilizada en química), para explicarlo de otra manera, no importaba cuantas vueltas diera un coche para llegar a su destino sino la distancia real en línea recta desde donde partió hasta su destino.

Su teoría no solo logró explicar el movimiento browniano sino que sus observaciones han sido utilizadas para diferentes ramas de la ciencia, basados en procesos estadísticos.

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Comentarios

1 Comentarios

Es grandioso que solo con pequeños efectos que se observan en el campo de la física se puedan llegar a tantos descubrimientos solo con un poco de imaginación

Jue, 2011-06-16 18:51