Accueil > 02 - SCIENCES - SCIENCE > Atome : La rétroaction de la matière/lumière et du vide (de la microphysique (…) > Le mouvement brownien

Le mouvement brownien

samedi 24 septembre 2016, par Robert Paris

Les corpuscules de Brown au microscope

À l’été 1827, le naturaliste écossais Robert Brown aperçut dans le fluide situé à l’intérieur des grains de pollen de la Clarkia pulchella, de très petites particules agitées de mouvements apparemment chaotiques.

Mouvement de sphères (20 nm de diamètre) de latex fluorescentes dans de l’eau.

Les corpuscules de Brown (en jaune) agités par le mouvements moléculaire

Le mouvement brownien

Qu’est-ce qui étonne dans le mouvement brownien ? C’est la découverte qu’au niveau élémentaire, inférieur à la molécule, existe une agitation permanente et une énergie inépuisable.

Qu’est-ce que le mouvement brownien ?

Mouvement brownien et grandeurs moléculaires

Mouvement brownien et réalité moléculaire

Mouvement brownien et molécules

Le mouvement brownien, conférence

Les probabilités et le mouvement brownien, conférence

Jean Perrin et le mouvement brownien, conférence

Einstein et le mouvement brownien

Le mouvement brownien et la formule d’Einstein

Le mouvement brownien et les mathématiques

Notions simples sur le mouvement brownien

Mouvement brownien et calcul stochastique

Lire encore sur le mouvement brownien

Lire aussi

Lire encore

Messages

  • Comment se fait-il que le mouvement brownien ne soit pas en contradiction avec le principe de la conservation de l’énergie ?

  • La quantité d’énergie mise en œuvre par le mouvement brownien est négligeable à l’échelle macroscopique. On ne peut pas en tirer de l’énergie pour réaliser un mouvement perpétuel de seconde espèce, et violer ainsi le deuxième principe de la thermodynamique.
    Toutefois, il a été démontré que certains processus biologiques à l’échelle cellulaire peuvent orienter le mouvement brownien afin d’en soutirer de l’énergie. Cette transformation ne contrevient pas au deuxième principe de la thermodynamique tant et aussi longtemps qu’un échange de rayonnement peut maintenir la température du milieu donc la vitesse moyenne des particules. Il faut aussi considérer que la dissipation de ce mouvement brownien sous forme d’énergie utilisable engendre une croissance de l’entropie globale du système (ou de l’univers).

    Jean Perrin écrit dans « Mouvement brownien et molécules » :

    « Voici donc une agitation qui se poursuit indéfiniment sans cause extérieure.
    Il est clair que cette agitation n’est pas en contradiction avec le principe de la conservation de l’énergie. Il suffit que tout accroissement de vitesse d’un grain s’accompagne d’un refroidissement du fluide en son voisinage immédiat, et de même que toute diminution de vitesse s’accompagne d’un échauffement local, nous apercevons simplement que l’équilibre thermique n’est, ici aussi, qu’un équilibre statistique. Mais on doit observer, et cette idée très importante est encore due à Gouy, que le mouvement brownien n’est pas conciliable avec les énoncés tranchants que l’on donne trop souvent au principe de Carnot. »

  • Est-ce qu’Einstein a développé ses idées sur la théorie moléculaire de la chaleur à cause du mouvement brownien ?

  • En fait non, car il a développé ces idées sans savoir clairement ce qu’étaient les observations du mouvement brownien et il s’est trouvé ensuite seulement que cela correspondait exactement à l’idée de molécules sans cesse en agitation thermique.

    L’article d’Einstein de 1905 s’intitule : « Sur le mouvement de petites particules en suspension dans des liquides au repos requis par la théorie cinétique moléculaire de la chaleur » :

    « Dans cet article on va montrer que d’après la théorie cinétique moléculaire de la chaleur, des corps de taille visible au microscope et en suspension dans des liquides doivent exécuter des mouvements d’une magnitude telle que ceux-ci peuvent être aisément observés au microscope. Il est possible que les
    mouvements discutés ici soient identiques à ce que l’on appelle le mouvement brownien moléculaire ; les données qui me sont accessibles sur ce dernier sont si imprécises que je n’ai pu me former de jugement précis sur la question. »

Un message, un commentaire ?

modération a priori

Ce forum est modéré a priori : votre contribution n’apparaîtra qu’après avoir été validée par les responsables.

Qui êtes-vous ?
Votre message

Pour créer des paragraphes, laissez simplement des lignes vides.