布朗运动的物理现象是指浸没在某种物质中的微小粒子的无规律位移。这种现象的发现是在 19 世纪初由苏格兰植物学家和医生罗伯特·布朗发现的。
花粉不规则运动的观察
在分析了液体物质中花粉粒的随机运动后,这位苏格兰科学家观察到了一系列现象:
1)花粉轨迹是连续的,
2)花粉运动是不稳定的,并且在不同的时间间隔内显然彼此无关,并且
3)花粉颗粒与液态物质分子发生了多次碰撞。
一项可以通过简单实验证明的科学发现
如果我们用热水和另一个装满冷水的玻璃杯,并在每个玻璃杯中加入几滴着色剂,得到的结果将大不相同:几秒钟后,热玻璃杯中的物质将具有均匀的颜色,当玻璃用水冷却时,它会在玻璃底部显示颜色。
这种现象的发生是有原因的:温度越高,液体分子的搅动越大(相反,如果温度越低,分子的运动就会减少)。
罗伯特布朗的观察结果最终反映在随机类型的数学模型中
随机过程是随机变量的无限集合。因此,可以测量和评估随时间随机演变的任何现象。随机微积分是一门数学学科,它使我们能够解释受随机力影响的粒子的运动。
布朗运动是简单随机过程的一个例子,但罗伯特·布朗并不是用数学语言解释这一现象的人。随机现象开始从运动学的进展中得到理解,运动学是一门面向不受原力影响的运动物体的物理学学科。换句话说,在运动学中,描述了粒子或物体的运动,但这种运动的原因是未知的。
这些类型的计算有多种应用,因为它们可以更好地了解分子在液体或气体中的路径、动物在迁移过程中的路径、某些股票的价格变化或实体的财务状况。
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