ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนกับการแพร่คือในการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน อนุภาคไม่มีทิศทางเฉพาะในการเดินทาง ในขณะที่การแพร่กระจาย อนุภาคจะเดินทางจากความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำ
การเคลื่อนตัวและการแพร่แบบบราวเนียนเป็นแนวคิดสองประการที่เชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของอนุภาค การมีอยู่ของแนวคิดทั้งสองนี้พิสูจน์ว่าสสารประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กกว่า ซึ่งเราสามารถแยกจากกันได้ นอกจากนี้ยังพิสูจน์ว่ามีพื้นที่ว่างเพียงพอระหว่างอะตอมหรือโมเลกุลภายในสาร (ของแข็ง ก๊าซ หรือของเหลว) ซึ่งช่วยให้อนุภาคอื่นๆ สามารถเดินทางผ่านได้
บราวเนียนโมชั่นคืออะไร
นักพฤกษศาสตร์ Robert Brown นำเสนอแนวคิดเรื่อง Brownian motion ในปี 1827 เขาสังเกตละอองเรณูในน้ำภายใต้กล้องจุลทรรศน์และเห็นว่าละอองเรณูกำลังเคลื่อนที่มาที่นี่และที่นั่น (การเคลื่อนไหวแบบสุ่ม) ในน้ำ เขาตั้งชื่อการเคลื่อนไหวนี้เป็นการเคลื่อนไหวแบบบราวเนียน อย่างไรก็ตาม ไอน์สไตน์เป็นคนอธิบายการเคลื่อนไหวนี้
ตามคำอธิบายของไอน์สไตน์ เขาอธิบายคุณสมบัติบางอย่างของอะตอม แม้ว่าพวกเขาจะเชื่อการมีอยู่ของอะตอมในขณะนั้น ไม่มีการพิสูจน์สำหรับมัน การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเป็นเครื่องพิสูจน์การมีอยู่ของอะตอม ทุกสิ่งรอบตัวเราประกอบด้วยอะตอม ดังนั้นแม้แต่ละอองเรณูและน้ำก็มีอะตอม นอกจากนี้ ไอน์สไตน์อธิบายว่าการเคลื่อนที่ของละอองเรณูเกิดจากการชนกับโมเลกุลของน้ำที่เรามองไม่เห็น เมื่อโมเลกุลของน้ำกระทบละอองเรณู มันจะกระดอนออกมา และเราสามารถเห็นมันได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เนื่องจากเราไม่สามารถมองเห็นโมเลกุลของน้ำได้ เรามักจะคิดว่าละอองเรณูกำลังเคลื่อนที่ด้วยตัวเองซึ่งไม่เป็นเช่นนั้น
รูปที่ 01: แผนภาพแสดงการเคลื่อนไหวแบบบราวเนียน
นอกจากนี้ จากการศึกษาการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน เราสามารถทำนายคุณสมบัติบางอย่างของโมเลกุลของน้ำ เช่น ความเร็วของการเคลื่อนที่ได้ ในทำนองเดียวกัน อนุภาคในอากาศก็แสดงการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนด้วย ตัวอย่างเช่น อนุภาคฝุ่นในอากาศเคลื่อนที่แบบสุ่มเนื่องจากการชนกับโมเลกุลของแก๊ส
การแพร่กระจายคืออะไร
การแพร่กระจายคือการเดินทางของอนุภาคจากความเข้มข้นที่สูงขึ้นไปยังความเข้มข้นที่ต่ำกว่า กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือการเคลื่อนที่ของอนุภาคจากบริเวณที่มีศักยภาพทางเคมีสูงกว่าไปยังบริเวณที่มีศักยภาพทางเคมีน้อยกว่า ดังนั้น แนวคิดนี้จึงคล้ายกับการเดินทางของความร้อนจากวัตถุร้อนไปยังวัตถุที่เย็นกว่า
รูปที่ 02: การแพร่กระจายผ่านเมมเบรนกึ่งซึมผ่านได้
ยิ่งไปกว่านั้น ออสโมซิสคือการแพร่กระจายประเภทหนึ่งที่อธิบายการเคลื่อนที่ของน้ำ เมื่อน้ำเคลื่อนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง น้ำจะไหลตามระดับศักย์น้ำที่มาจากศักย์น้ำสูงไปสู่ศักย์น้ำต่ำ นอกจากนี้ การแพร่กระจายเป็นแนวคิดที่สำคัญในระบบทางชีววิทยา พืชและสัตว์ดูดซับและกระจายสารอาหาร ก๊าซ และน้ำส่วนใหญ่ผ่านการแพร่ ตัวอย่างเช่น ภายในเซลล์ ปริมาณออกซิเจนจะต่ำกว่าในเส้นเลือดฝอย และความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์จะสูงกว่าในเส้นเลือดฝอย ดังนั้นโดยการแพร่กระจายของออกซิเจนจะถ่ายโอนไปยังเซลล์จากเส้นเลือดฝอยและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็ออกมาจากเซลล์
บราวเนียนโมชั่นกับการแพร่ต่างกันอย่างไร
การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนคือการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคขนาดเล็กในของเหลว อันเป็นผลมาจากการทิ้งระเบิดอย่างต่อเนื่องจากโมเลกุลของตัวกลางโดยรอบ ในขณะที่การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนและการแพร่คือในการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน อนุภาคไม่มีทิศทางเฉพาะที่จะเดินทาง ในขณะที่การแพร่กระจายอนุภาคจะเดินทางจากความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำ อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะเป็นแบบสุ่มในทั้งสองสถานการณ์
ยิ่งไปกว่านั้น ความแตกต่างที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งระหว่างการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนและการแพร่คือการแพร่ที่เกิดขึ้นตามความเข้มข้นหรือการไล่ระดับสารเคมีที่อาจเกิดขึ้น แต่การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนไม่ได้ถูกควบคุมโดยปัจจัยดังกล่าว การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนของอนุภาคเกิดขึ้นตามการเคลื่อนที่ของอนุภาคอื่นๆ ในตัวกลาง
ด้านล่างอินโฟกราฟิกให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนไหวแบบบราวเนียนและการแพร่
สรุป – บราวเนียนโมชั่น vs การแพร่กระจาย
โดยสรุป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนกับการแพร่คือในการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน อนุภาคไม่มีทิศทางเฉพาะในการเดินทาง ในขณะที่ในการแพร่ อนุภาคจะเดินทางจากความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำ อย่างไรก็ตาม การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะเป็นแบบสุ่มในทั้งสองสถานการณ์