一种根据布朗运动测量玻尔兹曼常量的新方法

大学物理 ›› 2009, Vol. 28 ›› Issue (3): 49-49.

一种根据布朗运动测量玻尔兹曼常量的新方法

庞蜜刘刚钦茅丽丽山丽娟白在桥

北京师范大学物理系,北京100875

出版日期:2009-03-25 发布日期:2009-03-20

A new approach for measuring the Boltzmann constant from the Brownian motion

Online:2009-03-25 Published:2009-03-20

摘要/Abstract

摘要： 利用显微镜和CCD图像采集工具对聚丙烯小球的布朗运动进行了研究，通过拍摄粒子运动图像并利用MATLAB程序进行图片处理，读取每一时刻布朗粒子的坐标．基于对大量数据的统计分析，计算出了玻尔兹曼常量，与理论值的相对误差约为4％．同时，验证了布朗运动位移服从正态分布以及粒子位移均方值与时间成正比的关系．

关键词: 布朗运动, 玻尔兹曼常量, 显微摄像系统

Abstract: The Brownian motion of polypropylene particles is studied by using a computer image acquisition system, which consists of a microscope, a CCD camera and a user interface. The pictures captured are further analyzed with a MATLAB program and the coordinates of Brownian particles are read out. Based on the statistics of a large sample of data, the Boltzmann constant is determined at a relative error of 4%. Moreover, the Gaussian distribution of the displacements of Brownian particles and the linear growth of its second moment with time are verified.

Key words: Brownian motion, Boltzmann constant, microscopic imaging system

中图分类号:

O552.1

庞蜜刘刚钦茅丽丽山丽娟白在桥. 一种根据布朗运动测量玻尔兹曼常量的新方法[J]. 大学物理, 2009, 28(3): 49-49.

[1]	董键. 密立根油滴实验再认识[J]. 大学物理, 2021, 40(2): 36-41.
[2]	祁玲敏, 韩太坤, 胡素梅, 陈海波, 贺言. 基于PN 结的正向伏安特性测量玻尔兹曼常量的研究[J]. 大学物理, 2019, 38(8): 39-.
[3]	包景东. 布朗粒子动量关联函数的若干注记[J]. 大学物理, 2019, 38(8): 1-.
[4]	关舒月, 张明, 张师平, 吴平. 密立根油滴实验中的布朗运动 [J]. 大学物理, 2019, 38(6): 48-.
[5]	包景东. 能用能量均分定理确定布朗运动的暂态行为吗?[J]. 大学物理, 2018, 37(4): 1-4.
[6]	宁长春索郎桑姆. 浅谈大学物理中的几个重要物理常量[J]. 大学物理, 2014, 33(1): 25-25.
[7]	张巍巍[] 李珊[] 何兴道[] 高益庆[] 陈学岗[] 朱泉水[]. 基于荧光光谱的玻尔兹曼常量测量[J]. 大学物理, 2011, 30(10): 36-36.
[8]	黄伟民. 布朗运动理论向金融经济领域的延拓[J]. 大学物理, 1999, 18(1): 41-41.
[9]	赵和. 从布朗运动的发现到RR方法[J]. 大学物理, 1997, 16(6): 8-8.
[10]	敖力布. 白噪声,分形噪声与布朗运动[J]. 大学物理, 1996, 15(5): 44-44.
[11]	. 阿佛伽德罗常数和它的测定[J]. 大学物理, 1988, 1(3): 25-25.
[12]	刘贵兴. 用激光散射演示布朗运动[J]. 大学物理, 1982, 1(9): 21-21.