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Simulation der Brown’schen Bewegung

Simulation der Brown’schen Bewegung

Alfred Roulier

Fach: Physics

Schlagwörter

Unter Brown'schen Bewegung versteht man die zufällige Spur eines in Wasser schwimmenden kleinen Teilchens.

Unter Brown'schen Bewegung versteht man die 1827 von Robert Brown im Mikroskop beobachtete zufällige Spur eines in Wasser schwimmenden kleinen Teilchens. Diese Spur kommt dadurch zustande, dass die Wassermoleküle das Teilchen in Zeit und Richtung unregelmässig anstossen. Wegen der enormen Zahl der Wassermoleküle ist eine 1:1 Simulation der Teilchenumgebung in Raum und Zeit ausgeschlossen.

 

Der physikalisch relevante Prozess, nämlich die Reaktion des Teilchens auf die zufälligen Stösse der Moleküle, lässt sich indessen trotz folgender grosser Vereinfachungen mit vertretbarem Rechenaufwand simulieren :

  • 1-dimensionaler Ansatz
  • Verzicht auf die Beschreibung der Wechselwirkung der Moleküle untereinander
  • Teilchen als Punktmasse
  • Die Geschwindigkeiten der stossenden Moleküle und die Intervalle zwischen den Stössen sind zufällig gleichverteilt
  • Die Stösse Molekül - Teilchen sind elastisch

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