2de - 22 mars 2012
En 1827, le botaniste anglais Robert BROWN (1773-1858) observait, au microscope, du pollen en suspension dans l'eau. Il remarqua que les grains de pollen avaient des mouvements désordonnés, alors que l'eau paraissait immobile. Ce phénomène fut appelé par la suite mouvement brownien.
Il s'expliquait par le fait que les grains de pollen étaient percutés de manière incessante par les molécules de la solution qui les entouraient.
La vidéo ci-dessous, réalisée par Flora Prouveur avec l'aide de Sonia Sintes dans mon lycée, montre une solution de marc de café observée au microscope. Les particules du marc de café sont assaillies par le mouvement des molécules d'eau qui les entourent.
La vidéo suivante a été réalisée par des étudiants de l'université américaine IUS (Indiana University Southeast). Celle-ci (zoom 400x) montre le mouvement de microsphères de plastique dont le diamètre est inférieur au micromètre. Ces petites sphères sont sensibles au mouvement des molécules d'eau environnantes.
Bien que les molécules du liquide ne soient pas directement observables au microscope, les conséquences de leur mouvement sont clairement visibles. Cette vidéo atteste de l'existence d'une agitation moléculaire dans un liquide.
Site web d'origine : http://physics.ius.edu/~kyle/K/Brow...
Bien que cette expérience américaine concerne le mouvement des molécules à l'intérieur d'un liquide, le mouvement brownien existe aussi au sein des gaz :
Un gaz est constitué de molécules en agitation permanente. Les molécules sont dispersées, et (contrairement à ce qu'il advient dans un liquide), chacune peut parcourir une distance assez grande avant d'en rencontrer une autre ; la vitesse moyenne des molécules est de l'ordre d'une centaine de mètres par seconde. Après chaque choc, les molécules changent de direction de façon imprévisible.
La simulation ci-dessous a été réalisée à l'université canadienne de Saint Mary (http://www.smu.ca). Cliquer ici pour afficher la page web d'origine.
Les billes d'acier en mouvement représentent les molécules d'un gaz. Le mobile rouge représente une poussière microscopique. Celle-ci est mise en mouvement par le choc incessant des molécules du gaz. On comparera le comportement du mobile rouge canadien (simulation) à celui des microsphères américaines (expérience réelle).
Une autre simulation du même phénomène, mais cette fois réalisée via l'outil informatique, est disponible sur le site de l'université américaine de Virginie.
Auteur : F. Gély
