물에 띄운 아주 작은 알갱이는 왜 현미경 아래에서 제멋대로 떨릴까?
Why do tiny grains in water jiggle under a microscope?
현미경으로 물방울을 보면, 아무도 건드리지 않는 작은 알갱이가 왜 쉬지 않고 떨고 있을까요?
무슨 일이 일어났나
APS 에 따르면 액체의 분자들이 떠 있는 알갱이를 두드려 제멋대로 움직이게 합니다 — 분자는 너무 작아 안 보여도, 두드림을 받은 알갱이의 떨림은 보입니다.
사방에서 오는 두드림은 순간마다 어느 한쪽이 조금 더 세서, 알갱이는 쉬지 않고 방향을 바꾸며 떨립니다.
시뮬레이터에서 25 kg 알갱이와 400 kg 알갱이의 시간 평균 ½Mv² 은 60 초 뒤 0.999 J, 0.943 J 로 둘 다 분자 하나의 kT(1 J)에 가깝습니다 — 그래서 가벼운 알갱이일수록 빠르게 떨립니다.
브라운이 본 것도 꽃가루 속 더 작은 알갱이가 살아 있는 것처럼 제멋대로 떠는 모습이었습니다(APS).
💡 생활 속 예시
- 학교 과학실에서 연기 알갱이를 현미경으로 보면 공기 분자에 떠밀려 떨리는 모습을 볼 수 있습니다 — 잉글랜드 KS3 교육과정의 «기체 속 브라운 운동» 입니다.
- 우유를 물에 아주 묽게 타서 현미경으로 보면 작은 지방 알갱이들이 쉬지 않고 떨리는 모습이 보입니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 물질의 상태 변화 [9과04-01]
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Physical changes
출처
이어서 보기
같은 단원 · 기체와 분자 운동
- 개념누르면 줄어드는 부피 (보일 법칙)
- 개념브라운 운동 (원자가 있다는 증거)
- 개념데우면 커지는 기체 (샤를 법칙)
- 개념저절로 퍼지는 입자 (확산)
- 개념분자가 두드리는 힘 (기체의 압력)
- 개념이상 기체 (PV = nRT)
- 개념분자들의 빠르기 분포 (맥스웰–볼츠만 분포)
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