Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 17. Band; 

 der ganzen Reihe -,i- Band. 



Sonntag, den 9. Juni 1918. 



Mummer 28. 



[Nachdruck verboten.] 



Die Brown'sche Bewegung. 



Von Dr. K. Schiitt, Hamburg. 

 Mil 4 Abbildungen im Text. 



Lost man Mastix in Alkohol auf und giefit 

 einige Tropfen der Losung in Wasser, dann 

 bildet sich eine milchig triibe Fliissigkeit, die im 

 durchfallenden Lichte rotlich, im auffallenden 

 blaulich aussieht. Wahrend das Losungsmittel 

 des Mastix, der Alkohol, sich in Wasser auflost, 

 ist der Mastix selber unlb'slich; er scheidet sich 

 daher in Form sehr feiner Kiigelchen im Wasser 

 aus und bildet eine Suspension oder 

 Emulsion. Etwas ahnliches sehen wir in der 

 Milch vor uns, namlich kleinste Fetttropfchen in 

 feinster Verteilung in Wasser. Betrachtet man 

 die Mastix-Suspension durch ein hinreichend ver- 

 grofierndes Mikroskop, am besten mit Dunkelfeld- 

 beleuchtung, dann nimmt man die einzelnen 

 Mastixkiigelchen wahr und zwar bemerkt man zu 

 seiner Uberraschung, dafi sie in aufierst leb- 

 hafter Bewegung sind. Die Bewegung ist 

 dabei ganz unregelmafiig ; verfolgt man langere 

 Zeit ein bestimmtes Teilchen, dann beschreibt es 

 eine regellose Zickzackbahn. Diese Erscheinung 

 ist vor etwa 90 Jahren (1827) von dem englischen 

 Botaniker Brown zuerst beobachtet worden und 

 nach ihm Brown'sche Bewegung gen?.nnt 

 worden. Weitere Untersuchungen haben ergeben, 

 dai3 man an jeder Suspension, die hinreichend 

 fein ist (die Teilchen diirfen nicht grofier als etwa 

 5,0 = 0,005 mm sein) und in jedem Suspensions- 

 mittel die Erscheinung beobachten kann; auch an 

 kleinen in Gasen schwebenden Teilchen ist sie 2u 

 sehen. Die Bewegung ist um so lebhafter, je 

 kleiner die suspendierten Teilchen und je geringer 

 die Reibung der Fliissigkeit ist. Die Teilchen 

 kommen nie zur Ruhe, die Bewegung ist ewig und 

 selbsttatig. 



Die Erklarung der Bewegung liefert uns die 

 mechanische Warmetheorie. Nach ihr 

 ist Warme nichts anderes als lebhafte 

 Bewegung der Molekiile. Wenn sich ein 

 Wagen auf horizontaler Bahn fortbewegt, dann 

 kommt die Bewegung wegen der Reibung zum 

 Stillstand. Damit der Wagen in Bewegung bleibt, 

 mufi auf ihn eine Zugkraft wirken. Die Arbeit, 

 welche diese leistet, setzt sich in Warme um 

 und zwar entsteht fur je 427 Meter-Kilogramm eine 

 grofie Kalorie (mechanisches Warmeaquivalent). 

 Nach der mechanischen Warmetheorie ist die ent- 

 standene Bewegung des Wagens als ganzen in eine 

 Bewegung der Molekiile iibergegangen durch den 

 Vorgang der Reibung. Aus sichtbarer Bewegung 

 der ganzen Masse ist unsichtbare Bewegung seiner 

 kleinsten Teile geworden. Die von Maxwell 

 und Clausius begriindete kinetische Theorie 



der Gase sagt uns fur den gasformigen Zustand 

 Naheres iiber die Art der Warmebewegung: die 

 Molekiile, die durch weite Zwischenraume von- 

 einander getrennt sind, bewegen sich mit alien 

 moglichen Geschwindigkeiten vollkommen regel- 

 los geradlinig durcheinander. Stofien zwei Mole- 

 kiile zusammen, dann prallen sie ahnlich wie zwei 

 Billardkugeln voneinander ab. Der Druck des 

 Gases kommt durch den Anprall der Molekiile 

 gegen die Wandungen des Gefafies zustande. 

 Kiihlt das Gas sich ab, dann nimmt die Ge- 

 schwindigkeit und damit der Druck des Gases 

 ab; bei 273 Celsius, dem absoluten Nullpunkt 

 der Temperatur, sind die Molekiile in Ruhe. Die 

 mittlere Geschwindigkeit der Luftmolekiile betragt 

 bei Zimmertemperatur etwa 500 m/sek., fur Wasser- 

 stoff ist sie rund viermal so grofi. Wenn auch 

 die kinetische Theorie des fliissigen und festen 

 Zustandes wegen der ungleich verwickelteren Ver- 

 haltnisse nicht in dem MaBe ausgebildet ist wie 

 fur die Gase, so darf man doch auch hier an- 

 nehmen, dafi Warme in einer Bewegung der Mole- 

 kiile besteht. Die Ruhe der uns umgebenden 

 Korper ist also eine Tauschung; in Wirklichkeit 

 ist sie ein Zustand heftiger ungeordneter Be- 

 wegung, die wir nicht sehen kb'nnen, weil die 

 Molekiile zu klein sind und weil keine Bewegungs- 

 richtung bevorzugt ist. 



In der Brown' sehen Bewegung wird uns die 

 Warmebewegung mittelbar sichtbar gemacht. 

 Stellen wir uns einen Schwarm Ameisen vor, die 

 alle regellos durcheinanderlaufen. Betrachten wir 

 ihn aus so grofier Hohe, dafi wir die einzelne 

 Ameise nicht mehr wahrnehmen konnen, dann 

 erscheint uns der ganze Schwarm als ruhender 

 dunkler Fleck auf dem hellen Sandboden. In dem 

 Haufen liege ein Korken, der so grofi sein moge, 

 dafi wir ihn deutlich sehen. Die Ameisen wollen 

 ihn fortsohaffen, eine ganze Reihe hat ihn gepackt 

 und zerrt an ihm, so dafi er sich bald nach dieser, 

 bald nach jener Richtung bewegt. Seine Be- 

 wegung spiegeltabgcschwacht die Be- 

 wegung derAmeisen wieder. Der Korken 

 entspricht dem im Mikroskop sichtbaren Mastix- 

 kiigelchen, die Ameisen den unsichtbaren, sich 

 regellos durcheinander bewegenden Molekiilen. 

 Einige derselben prallen gegen das Kiigelchen, 

 die Folge ist eine Bewegung in einer bestimmten 

 Richtung, die wegen der grofien Masse des Teil- 

 chens im Vergleich zu den sehr viel kleineren 

 Molekiilen wesentlich langsamer erfolgt. Im 

 nachsten Augenblick erfolgt ein Stofi von einer 

 anderen Seite usf. Es resultiert eine Bewegung, 



