MOUVEMENT BROWNIEN

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Turbulence de fumée

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Trajet aléatoire d'une particule

Trajet aléatoire d'une particule
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Comme le rappelle son nom, le mouvement brownien a été découvert en 1827 par le botaniste Robert Brown (1773-1858). C'est en observant sous un microscope du pollen dispersé dans de l'eau qu'il remarqua que les grains microscopiques le constituant étaient soumis à un mouvement continuel et irrégulier. Il crut, à l'époque, qu'il avait découvert « la molécule primitive » responsable de la vie. Il s'aperçut plus tard que l'on pouvait observer ce même phénomène avec toutes sortes de particules de taille suffisamment petite.

Turbulence de fumée

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Un panache turbulent: la fumée d'une cigarette. 

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À la suite de ces travaux, un grand nombre de physiciens ont cherché à expliquer ce phénomène en mettant en cause soit la lumière incidente (V. Regnault, 1858), soit des forces électriques (Jevons, 1870). La multiplication des expériences et les nombreuses observations ont permis à Delsaux (1877) de suggérer que ce mouvement était dû à l'ensemble des chocs exercés par les molécules d'eau sur les particules. M. Gouy, en 1888, remarque l'effet de la viscosité du liquide environnant les particules et mesure la vitesse des particules pour la comparer à celle de la vitesse des molécules d'eau. Des efforts de description théorique ont été faits, entre autres par F. Exner (1900), jusqu'à ce qu'Albert Einstein en 1905 et, indépendamment, M. von Smoluchowski (1906) proposent une théorie complète et unifiée du mouvement Brownien.

Un gaz est un ensemble de molécules éloignées les unes des autres qui sont sans cesse en mouvement et qui décrivent une marche aléatoire dans l'espace lors de chocs entre elles. L'ensemble de ces mouvements permet de comprendre les propriétés macroscopiques des gaz et, entre autres, la relation entre la température, la pression et le volume (loi des gaz parfaits) ; cela est assimilable au mouvement brownien. C'est cette agitation moléculaire qui est, en thermodynamique, responsable de la température, celle-ci étant d'autant plus élevée que l'agitation moléculaire est grande. Dans un liquide, on observe le même phénomène. Cependant, les molécu [...]


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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., centre de recherche Paul-Pascal, Pessac

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Pour citer l’article

Didier ROUX, « MOUVEMENT BROWNIEN », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 septembre 2017. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/mouvement-brownien/