Naturwissenschaftliche Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gresamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXIII, Jahrg. 



23. Juli 1908. 



Nr. 30. 



Über die sogenannte Brownsche Molekular- 

 bewegung und deren Abhängigkeit von der 

 Temperatur. 



Von Dr. M. Seddig (Frankfurt a. M.). 

 (Mitteilung aus dem Physikal. Inst. d. Univ. Marburg '). 



Unter Brown scher Bewegung (in letzter Zeit meist 

 als die Brownsche Molekularbewegung bezeichnet) 

 versteht man die spontane, äußerst rasche, zitternde 

 Bewegung von sehr kleinen, mikroskopisch eben noch 

 sichtbaren Teilchen, die in einer Flüssigkeit einge- 

 bettet sind. Beobachtet wurde diese Ersoheinung 

 bereits 1827 von dem Botaniker Brown 2 ). 



Diese zitternden Bewegungen erfolgen voll- 

 kommen spontan und bleiben beliebig lange in 

 gleicher Weise bestehen. Verfasser hat z. B. Prä- 

 parate, welche seit mehr wie zwei Jahren diese Be- 

 wegungen in unverminderter Deutlichkeit zeigen. 

 Alle genügend feinkörnigen Pulver können hierzu 

 Verwendung finden; für die weiterhin zu erwähnenden 

 Versuche wurde Zinnoberpulver wegen der Gleich- 

 förmigkeit der Teilchengröße benutzt. 



Derartige Bewegungen sind jedoch nicht auf Teil- 

 chen fester Körper beschränkt; auch genügend kleine 

 Gasbläschen, die sich in einer Flüssigkeit befinden, 

 können die gleiche Erscheinung zeigen. Hierher ge- 

 hören z. B. die sog. „Libellen" iu den Gesteins-Ein- 

 schlüssen, bei denen äußerst kleine Gasbläschen inner- 

 halb des Flüssigkeitseinschlusses fortwährende, rasche, 

 zitternde Bewegungen ausführen. Weiterhin lassen 

 auch Flüssigkeitströpfchen, die in einer mit ihnen 

 nicht mischbaren Flüssigkeit suspendiert sind, der- 

 artige Bewegungen erkennen, wie z.B. die Oltröpfchen 

 im Safte mancher Euphorbiaceen usw. 



Zur Deutung dieser merkwürdigen Erscheinung, 

 die wegen ihrer Allgemeinheit und vor allein wegen 

 ihrer Beständigkeit das Interresse erregt, wurde 

 von den verschiedensten Autoren eine große Reihe 

 theoretischer und experimenteller Untersuchungen 

 angestellt. 



Am häufigsten und bequemsten zu beobachten 

 sind diese Bewegungen an Suspensionen, also an 

 Aufschwemmungen fester Teilchen in einer Flüssig- 

 keit. Die meisten Untersuchungen erstreckten sich 

 daher auf derartige Suspensionen. 



Übereinstimmend fanden zunächst fast alle Beob- 



') Vorläufige Mitteilung in den Marburger Sitzungs- 

 berichten vom 13. November 1907. 



*) Brown, Pogg. Ann. 1828, 14, S. 294. 



achter, daß ganz allgemein jede beliebige, in Flüssig- 

 keit eingebettete Substanz derartige Bewegungen 

 zeigt, sobald deren Teilchen von genügender Kleinheit 

 sind. Die Bewegungen sind dabei um so lebhafter, je 

 kleiner die Teilchendurchmesser sind. Bei Partikeln 

 von mehr als 0,005 mm Durchmesser werden die Be- 

 wegungen kaum mehr konstatierbar. 



Die Art der Flüssigkeit ist, wie ebenfalls die 

 Mehrzahl der früheren Beobachter erkannte, nur in- 

 sofern von Einfluß, als in Medien von größerer 

 innerer Reibung die Bewegungen laugsamer erfolgen 

 als in weniger zähen. 



Um das Zustandekommen der Brownschen Be- 

 wegungen zu erklären, sind sehr viele, meist aber 

 nicht befriedigende Deutungsversuche gemacht worden, 

 nachdem festgestellt war, daß äußere Ursachen, wie 

 Erschütterung, Verdunstung, Konvektions- oder Kon- 

 zentrationsströmung usw., nicht die Ursache sein 

 konnteu. Brown selber versuchte keine spezielle 

 Erklärung zu geben. 



Um nur einige Erklärungsversuche anzudeuten, 

 sei erwähnt, daß man diese Bewegungen als „radio- 

 meter"-ähnliche auffaßte, veranlaßt durch Licht- oder 

 Wärmestiahlen; oder die Bewegungen als Folge lang- 

 samer Lösungsvorgänge der Teilchen in der Flüssig- 

 keit deutete, bei denen „mechanische Reaktionskräfte" 

 auftreten, ganz ähnlich wie bei dem auf der Wasser- 

 fläche beweglichen Stück Kampfer. Manche Autoren 

 nahmen natürlich auch „spezifische Kräfte" an. 



Allen diesen Annahmen widersprechen jedoch 

 große Reihen von Tatsachen; z. B. das Vorhanden- 

 sein derartiger Bewegungen auch in den Gesteins- 

 einschlüssen, in denen also längst alle Reaktionen 

 zum Ablauf gekommen sein müssen; ferner die Be- 

 wegungen vollkommen unlöslicher Stoffe wie z. B. 

 Diamant; weiterhin die Fortdauer der Bewegungen 

 auch dann noch, wenn das Präparat wochenlang im 

 Dunkeln aufbewahrt war usw. 



Die plausibelste Erklärung dieser Bewegungs- 

 erscheinungeu gab zuerst Chr. Wiener *), denen sich 

 Gouy, Exner und andere Autoren anschlössen. Der 

 Gedankengang ist dabei kurz folgender: Nach der 

 kinetischen Wärmetheorie hat man anzunehmen, daß 

 die Flüssigkeitsmolekeln fortwährend äußerst lebhafte 



') Chr. Wiener, Erklärung des atomistischen Wesens 

 des tropfbarflüssigen Körperzustandes und Bestätigung 

 desselben durch die sogenannten Molekularbewegungen. 

 Pogg. Ann. d. Phys. 1863, 118, S. 79. 



