花粉のブラウン運動につきまして。

質問

花粉は水の表面に浮きますか。無重力状態の所でも水の塊の表面に浮きますか。無重力状態の所の、水の塊の表面上でもブラウン運動をしますか。

回答No.8

ORUKA1951 · ベストアンサー

水に浮かんだ粒子のブラウン運動を観察するのは無理でしょう。
味噌汁の上の油の粒を見ると分かるように、浮かんだ粒子間には強い表面張力が働きます。親水性の場合は引き合うように、疎水性の場合ははじく方向に。それはとっても強い力で、コップの表面から水が山盛りに膨らむほどです。水分子の熱運動による力と比較すると４桁以上の差があります。
　それに逆らうほどの大きな力が働くことはありません。

　例えば、米ぬかを水面に落とすとパッと広がりますよね。そのとき働いている斥力はとても大きなものであることが容易に観察できると思います。

　繰り返しますが
ブラウン運動は水中に懸濁しているコロイド粒子の運動です。
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水中に分散しているからこそ観察される現象です。

お礼

御回答、誠に有難う御座いました。

回答No.7

htms42

＞水に浮く塵とか、水より比重の小さい粒子は、全く見つかっていないのでしょうか。

「水に浮く塵、水より比重の小さい粒子」はいくらでもあります。
ブラウン運動をするというのは水の分子の熱運動によるものについて言っているのですから「浮く」ということだけではだめなのです。大きすぎるとだめだというのは何度も回答の中に書かれています。親水性で水中に分散するものは小さい粒で存在することができますが、疎水性の物質で水に浮くものは水面上で移動して凝集してしまう可能性が高いのです。１つずつの粒は肉眼で識別するのがむつかしいのですからその粒の一つをつまんで水面に落とすということはできません。水中に分散するものは塊で入れてもバラバラになってくれます。
水面に浮いている小さな粒子は空気の影響を受ける可能性も大きいです。
この運動は確かに水の分子運動が原因であると言える場面を作り出すのはかなりむつかしいでしょうね。

お礼

御回答、誠に有難う御座いました。

回答No.6

htms42

＃４です。
少し修正をさせてください。

プレパラートに乗せてカバーグラスをつけて顕微鏡で見るとしたら必然的に水中にある粒子の観察になってしまいますね。水に浮いた状態の観察というのはできないことになるでしょう。
ブラウンが見たというのもたぶん道具たては同じだろうと思いますから「水中」と言わなければいけないことになります。＃４に書いた「浮いている」という表現は訂正する必要があります。

ただ、もし浮いている粒子があって水の分子の熱運動が原因であると考えられる動きを示すものがあるとしたらそれを「ブラウン運動」と言ってもいいかということであれば、「言ってもいい」と思います。２次元のブラウン運動になります。（そういう粒子が存在するかどうかはわかりません。）

ペランの観察したブラウン粒子の位置変化も結局は２次元です。
顕微鏡の焦点深度を１つに固定して平面内での運動を観察しています。ペランの本にはブラウン粒子の運動の軌跡が載っていますが図に書くことができるということ自体２次元だということと同じです。
ペランは焦点深度を変えることによって沈降平衡についての観察もやっています。これも彼の業績の１つです。（岩波文庫から出ていたペランの「原子」、残念なことに絶版になっています。）

wikiの記事「ブラウン運動にまつわる誤解」の中には参考文献として「思い違いの科学史」の中の板倉聖宣の記事が出てきます。彼は仮説実験授業という研究サークルの主催者でした。その機関誌に会員である小学校の先生が質問を出したのです。これが発端です。

お礼

懇切ご丁寧な御回答をまたまた下さり、誠に有難う御座いました。

補足

水に浮く塵とか、水より比重の小さい粒子は、全く見つかっていないのでしょうか。

回答No.5

ORUKA1951

ブラウン運動は水面に浮かんだ物質の振動を観察したものではありません!!
ブラウンが報告したのは、花粉ではありません。もちろん他の粒子でもありません。
　そもそも「花粉のブラウン運動」ですらありえないのですから(^^)
＞なに運動とか、なに現象とか、呼ぶべき物でしょうか。
　お好きにとかいえません。
再度
　⇒ブラウン運動にまつわる誤解 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95%E3%81%AB%E3%81%BE%E3%81%A4%E3%82%8F%E3%82%8B%E8%AA%A4%E8%A7%A3 )
　をよくお読みください。

お礼

またも早々の御回答を誠に有難う御座いました。

回答No.4

htms42

ブラウンが最初に観察したのは水に浮いている微粒子の運動です。
当初は浮いている微粒子についての観察が中心でした。花粉由来の微粒子だけではなくて、煤や灰、その他無生物由来の微粒子で観察されています。
水中に懸濁している粒子（コロイド粒子）についての観察はかなり後の時代になってからのことです。ブラウン運動という言葉は目に見えない分子の運動によって引き起こされた巨視的なサイズの微粒子の不規則な運動に対して使われています。水中に懸濁している粒子であるか、浮いている粒子であるかには関係しません。

「ブラウンは「花粉」の運動を観察した」と書いてある本やサイトがまだあるようですが普通の花粉は大きすぎて動き回ることができません。花粉が水を吸って膜が破れると内部から小さな粒が出てくるそうです。その粒は水に浮きます。それが動き回るのです。動き回るといっても顕微鏡で見てわかる程度のものです。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95

「無重力状態のところで」という言葉の意味が分かりません。
「浮いている状態で」ということであれば「無重力状態で」という言葉の使い方は適当ではありません。

私ははじめなんで宇宙船の中のようなものを考えるのかと不思議に思いました。

ブラウン運動に対する誤解が広まってしまった理由の一つは「この現象を発見したのは植物学者のブラウンだ」ということにあるようです。生命の働きに関係しないということがわかってしまった段階で生物学の分野では誰も興味を持たなくなってしまったのです。興味を持ったのは主に物理学者です。もっぱら分子運動との関係からです。でも花粉を用いての実験などだれもやっていません。

私も花粉を使ったブラウン運動の実験はやったことはありません。
花粉を使ってブラウン運動を観察してみたいと考えてやってみたがうまくいかない、どうしてだろうという質問が教育関係の雑誌に載りました。質問したのは小学校の先生でした。
ブラウン運動をするのは花粉粒子そのものではなくて膜が破れて出てくる微粒子だというのがわかって理化学辞典の記述などが全面的に書き換えられるということが起こりました。１９８０年頃のことだったと思います。探せばたぶんその時の雑誌がまだ手元にあると思います。
植物の種類によって粒の大きさ、膜の丈夫さ、などに違いがありますからどんな植物の花粉でも観察できるというわけではありません。

お礼

長文の御回答を誠にありがとう御座いました。

回答No.3

ORUKA1951

＞水に浮いている粒子でも、水面上ででも、ブラウン運動をするのですね？
　するでしょうが、ブラウン運動とは言わない。

お礼

またも早々の御回答を誠に有難う御座いました。

補足

それでは、なに運動とか、なに現象とか、呼ぶべき物でしょうか。お手数ですが、今一度お答え下さい。

回答No.2

ORUKA1951

これは、Wikiをご覧になると分かるように、ブラウン運動は分子が衝突することによって起きるのですから、絶対零度以上の温度であれば、かならず起きます。
　アインシュタインやペランが1905～1909年にかけて分子の存在を実証したことで有名です。--分子の実在が証明されてまだ一世紀少々しか経っていない。それまでは分子は理論上のものでしかなかった。

　当然、重力は全く無関係です。

　⇒ブラウン運動にまつわる誤解 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95%E3%81%AB%E3%81%BE%E3%81%A4%E3%82%8F%E3%82%8B%E8%AA%A4%E8%A7%A3 )
　⇒アボガドロの法則 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%82%AC%E3%83%89%E3%83%AD%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87 )

お礼

またも早々の御丁寧な御回答を誠に有難う御座いました。

補足

しつこい様ですが、念のために、もう一度お伺い申し上げます。：　　水に浮いている粒子でも、水面上ででも、ブラウン運動をするのですね？

回答No.1

ORUKA1951

花粉のような巨大な粒子はブラウン運動をしません。
　なにか誤解されている？？？？

　浮くとは、重力の方向でない方向に存在するということですよ。無重力で浮くとはどういう意味？？

　ブラウン運動は水面での現象ではありません。水中に浮遊するコロイド粒子の運動

　ブラウン運動について調べてください。
　⇒ブラウン運動 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9%E3%82%A6%E3%83%B3%E9%81%8B%E5%8B%95 )

お礼

御親切にも誤解を解いて下さり、誠に有難う御座いました。

補足

「浮く」と申しましたのは、float　=　not sink （漂う？）という意味です。何か無重力下で水面を　float しながらブラウン運動をする物は有り得ませんでしょうか。