Stiahnite a spustite si Java-program Brown.jar
Príčina náhodného pohybu mikroskopických čiastočiek tušu vo vode (Brownov pohyb) bola dlho záhadou. Až Einsteinovo vysvetlenie založené na nárazoch molekúl do čiastočiek vnieslo do problému jasno a bolo silným argumentom pre podporu molekulárnej teórie. Celý jav ilustruje aj tento Java-program, ktorý vznikol miernym rozšírením jedného z demo-príkladov kurzu "Základy programovania" pre študentov 1. ročníka odboru Fyzika na FMFI UK.
Pre správnu funkciu programu treba mať nainštalovaný Java Runtime Environment (JRE) od Oracle.
Parametre programu sa nastavujú v dvoch textových poliach. Parameter "Hmotnosť častice" udáva relatívnu hmotnosť častice vzhľadom k molekulám. Čím menšie je toto číslo, tým rýchlejší a náhodnejší je pohyb častice. Druhým parametrom je "Rýchlosť simulácie" a treba ho nastaviť podľa výkonu Vášho počítača. Čím menšiu hodnotu má tento parameter, tým presnejší a pomalší je výpočet.
Pohyb molekúl a častice sa riadi zákonmi pre necentrálne zrážky dokonale pružných gúľ. Fyzikálny model teda zahŕňa zákony zachovania energie, hybnosti a momentu hybnosti. Sústava diferenciálnych rovníc sa rieši triviálne Eulerovou metódou a parameter "Rýchlosť simulácie" je úmerný časovému kroku metódy.
Zaujímavý jav nastane, ak sa zvolíme hodnotu parametra "Rýchlosť simulácie" záporné číslo. Napriek tomu, že zmena toku času by sa nemala prejaviť na zmene charakteru pohybu, nie je to v našom prípade tak. Príčinou asymetrie sú použité vzťahy pre výpočet odrazu gúľ, v ktorých sa táto zmena prejaví pri zrážke zmenou odpudivej sily na príťažlivú. Výsledkom je spájanie guličiek do väčších celkov. Zákon zachovania momentu hybnosti ale spôsobí veľmi rýchlu rotáciu zhlukov okolo ich ťažiska....
Zdrojové súbory: brown.zip