Броуновское движение вращение

Для вращательного броуновского движения частиц сферической формы коэффициент трения будет равен 8лП], и тогда среднее квадратичное значение угла вращения (угла поворота) составит [c.206]

Метод двойного лучепреломления в потоке с успехом применяется при изучении растворов полимеров, когда находится зависимость разности фаз А (и связанного с ней угла преимущественной ориентации частиц) от скорости вращения, которая определяет величину ориентирующего воздействия. Поскольку ориентация происходит на фоне постоянного разориентирующего влияния броуновского движения, А возрастает с увеличением угловой скорости. Из получаемых данных можно оценить длину макромолекул. [c.32]

С помощью теории броуновского движения могут быть вычислены и некоторые другие величины, характеризующие это явление, такие, как, например, средний квадрат углового смещения частицы при броуновском вращении и отклонение числа частиц в данном объеме от средней их концентрации при определении этого числа через последовательные интервалы времени. [c.55]

Экспериментально показано, что вязкой ь суспензии с малыми анизодиаметрическими частицами, находящимися обычно в интенсивном броуновском движении, повышается пропорционально квадрату отношения большой и малой осей эллипсоида вращения, а вязкость суспензии с достаточно большими нешарообразными частицами, совершающими медленное броуновское движение, возрастает лишь пряно пропорционально отношению осей. [c.337]

Вязкость структурированных жидкостей обычно высока и быстро возрастает даже при небольших увеличениях концентрации. Уравнение Эйнштейна неприменимо к таким системам зависимость 1] от ср перестает быть линейной. Аналогично ведут себя и системы с анизодиаметрическими частицами, т. е. частицами, имеющими форму, очень резко отличающуюся от сферической. Такие частицы при броуновском движении и вращении оказывают большее сопротивление потоку и сильнее нарушают нормальное течение жидкости. Эти системы не подчиняются также законам Ньютона и Пуазейля. Коэффициент вязкости Г) структурированных свободнодисперсных систем не является постоянной величиной и зависит от приложенного напряжения. Зависимость г] от Р приобретает характерный вид, показанный на рисунке 108, а. Такая аномалия вязкости структурированных дисперсных систем и систем с анизодиаметрическими (асимметричными) частицами связана либо с нару- [c.430]

Кроме теории поступательного броуновского движения Эйнштейн разработал теорию вращательного броуновского движения. Последнее представляет собой хаотическое вращение частиц. Если при рассмотрении поступательного броуновского движения в первую очередь оцениваются удары молекул перпендикулярно поверхности частиц, то при изучении вращательного броуновского движения большой интерес представляют касательные составляющие. Эти удары вызывают поворачивание частиц в пространстве. Повороты частиц в результате таких ударов столь же хаотичны, как и поступательные перемещения. [c.146]

Во второй половине XIX в. тщательными исследованиями ряда ученых было установлено, что, какие бы меры не принимались для соблюдения точного механического и термического равновесия, движение проявляется всегда одинаковым образом, оно безостановочно, неизменно во времени, вечно. Крупные частицы смещаются незначительно, для более мелких характерно также и поступательное, беспорядочное по своему направлению движение по весьма сложным траекториям (рис. 2). Позже было обнаружено и вращательное броуновское движение (представляющее собой вращение вокруг собственной оси). [c.27]

Во второй половине XIX в. тщательными исследованиями было установлено, что, какие бы меры ни принимались для соблюдения точного механического и термического равновесия, движение проявляется всегда одинаковым образом, оно безостановочно, неизменно во времени, вечно. Крупные частицы смещаются незначительно, для более мелких характерно поступательное, беспорядочное по своему направлению движение по весьма сложным траекториям (рис. III. 1). Позже было обнаружено и вращательное броуновское движение (представляющее собой вращение частиц вокруг собственной оси). Весь этот экспериментальный материал привел в 80-х гг. к заключению, что источником броуновского движения являются не внещние причины, а внутренние, присущие системе. [c.28]

Во второй половине XIX в. тщательными исследованиями ряда ученых было установлено, что, несмотря на любые меры по соблюдению точного механического и термического равновесия, броуновское движение продолжало иметь место. Позже было обнаружено и вращательное броуновское движение, представляющее собой вращение частиц вокруг собственной оси. [c.300]

Уже указывалось, что помимо поступательного движения частицы обладают также вращательным броуновским движением, которое характеризуется средним квадратом угла вращения Aa за время t. Энергия вращения частицы близка энергии поступательного движения. По Эйнштейну, [c.302]

Вращение частицы в клетке рассматривается как вращательное броуновское движение классического волчка вокруг фик- [c.236]

Необратимые флуктуации и механизм самоорганизации белка. Предполагают, что в начальный период все флуктуации - периодические вращения атомных групп вокруг ординарных связей - являются беспорядочными и несинхронизированными друг с другом. В равновесных системах все флуктуации обратимы и согласно основной теории вероятности (так называемого закона больших чисел) составляют пренебрежимо малые поправки к средним значениям. За редким исключением (например, рассеяние света гомогенной средой и броуновское движение, вызываемые обратимыми флуктуациями плотности) они не коррелируют со свойствами системы и не оказывают влияние на ее переход в равновесное состояние В неравновесных системах среди множества обратимых, неустойчивых флуктуаций возникают необратимые флуктуации, оказывающие радикальное воздействие на эволюцию системы. Они не остаются малыми поправками к средним значениям, а существенно меняют сами эти значения, стирая различие между случайным отклонением и макроскопическим проявлением системы. При свертывании белка подавляющее большинство флуктуаций также обратимо и неустойчиво. Но некоторые из них приводят к сближению определенных аминокислотных остатков, и тогда те могут эффективно взаимодействовать между собой. По своим последствиям образующиеся контакты между валентно-несвязанными атомами могут быть подразделены на близко-, средне- и дальнодействующие. Флуктуации, приводящие к образованию первого вида, изменяют взаимное расположение атомных групп в пределах одного аминокислотного остатка второго вида - расположение остатка относительно соседних в последовательности третьего - относительно удаленных по цепи остатков. В зависимости от конформационного состояния белковой цепи по ходу ее сборки одни и те же флуктуации могут быть как обратимыми, так и необратимыми. Последними, т.е. бифуркационными, флуктуации становятся только в том случае, если каждая из них возникает в строго определенном месте последовательности бифуркаций между флуктуирующим клубком и трехмерной структурой. Обратимые флуктуации бесследно исчезают, а необратимые, стабилизированные специфическими невалентными взаимодействиями остатков, остаются в виде гигантских "застывших флуктуаций". [c.96]

Седиментационное равновесие. В умеренных гравитационных полях устанавливается равновесие между миграцией и противодействующими силами (такими, как броуновское движение). При равновесии молекулярный вес М растворенных веществ на расстояниях и х от оси вращения связан с их концентрациями и g следующим соотношением [c.49]

Так как отдельные звенья макромолекулы обладают значительной свободой вращения друг относительно друга (при сохранении валентных углов), то макромолекула в растворе может принимать различные конфигурации вследствие броуновского движения отдельных звеньев. Беспорядочный характер броуновского движения приводит к тому, что макромолекула в растворе свертывается в клубок, так как свернутая конфигурация может быть осуществлена гораздо большим числом способов, чем вытянутая. В хороших растворителях этот клубок имеет очень рыхлую структуру и пространство, которое занимает клубок, на 95% заполнено молекулами растворителя [174]. [c.128]

Тепловое движение макромолекул в растворе имеет множественную природу. Во-первых, так же как у малых молекул, имеет место поступательное броуновское движение, создающее осмотическое давление. Во-вторых, происходит вращательное броуновское движение макромолекул в целом. В-третьих, существует колебание всех звеньев макромолекулы относительно друг друга. В-четвертых, внутри каждой полимерной цепи происходит внутримолекулярное броуновское движение, складывающееся из вращений всех звеньев цепи друг относительно друга. В результате таких беспорядочных вращений цепь непрерывно деформируется, образуя хаотический свернутый клубок, центр тяжести которого также перемещается. Макромолекула движется как свернутая в клубок змея, находящаяся в непрерывном и притом беспорядочном движении. Наличие в макромолекуле огромного количества внутренних степеней свободы и связанной с ними огромной внутримолекулярной энтропии является причиной многих своеобразных качественных отличий растворов полимеров от обычных растворов. [c.39]

Определяющее уравнение вместе со стандартными уравнениями непрерывности и движения (1.1.1) и (1.1.10) составляют систему уравнений движения суспензии эллипсоидов вращения в случае, когда оказывается существенным вращательное броуновское движение частиц, т. е. размеры частиц не превышают 10 — 10 см. [c.60]

К первой группе отнесем параметры, характеризующие полярность окружения радикала и способность молекул среды к образованию водородных связей. Вторая группа параметров характеризует интенсивность броуновского вращения радикала и интенсивность его поступательного броуновского движения. Третья группа состоит из параметров, которые характеризуют симметрию вращения радикала и характер его вращения. Параметры четвертой группы характеризуют распределение радикалов в системе. [c.114]

Электрическая ориентация. Мы уже говорили о том, что ориентация коллоидных частиц в электрическом и магнитном полях имеет то существенное преимущество перед ориентацией в потоке, что ориентирующее воздействие поля может быть наложено и прекращено практически мгновенно. Таким образом, имеется возможность изучать не только стационарные состояния ориентации, но и переходные состояния, прежде всего спонтанную разориентацию частиц под действием броуновского движения. При данной форме частиц броуновское движение однозначно связано с их размерами, которые и могут быть определены рассматриваемым методом. Так, Бенуа (1950 г.), изучая релаксацию при разориентации вируса табачной мозаики (ориентированного под действием электрического поля), вычислил длину вируса, которая оказалась близкой к величине, полученной из данных электронной микроскопии. Основной недостаток этого метода состоит в том, что его применимость ограничена частицами, обладающими специфической чувствительностью по отношению к электрическому или магнитному полю, а это свойство, к сожалению, не является универсальным. Приблизительные расчеты Стоилова для эллипсоида вращения показали, что диамагнитные частицы очень мало чувствительны к действию [c.32]

Влияние анизодиаметричности частиц. При палочкообразной, эллипсоидной или пластинчатой форме частиц суспензии вязкость системы всегда больше, чем должна быть согласно уравнению Эйнштейна. Причина этого заключается в том, что жидкость, попадающая в объем (эллипсоид вращения), образующийся вокруг нешарообразных частиц, находящихся в интенсивном броуновском движении, становится как бы связанной с частицей. В результате [c.336]

Фикенчер и Марк для учета влияния сольватации предложили модифицировать уравнение Эйнштейна, введя в него соответствующую поправку. Согласно этим авторам, в уравнении Эйнштейна, так же как и в уравнении Ван-дер-Ваальса, вместо общего объема системы следует ввести эффективный объем, т.е. объем системы за вычетом объема частиц. Так как частицы в системе находятся в сольватированном состоянии и, кроме того, совершают броуновское движение, описывая некие тела вращения, то объем дисперсионной среды, энергетически и стерически связанной с частицами, также следует причислить к объему дисперсной фазы. Тогда уравнение (X, 18) примет вид [c.338]

Поведение молекул ВМС в растворе сходно с поведением свернутых в клубок длинных нитей, причем пространственное положение этих нитей в растворе непрерывно меняется в результате теплового движения. Таким образом, если частицы лиофобных коллоидов под влиянием теплоты испытывают броуновское движение, гигантские молекулы ВМС изменяют свою конформацию. Однако форма клубка нитей ВМС всегда остается близкой к форме вытянуюго эллипсоида вращения. [c.352]

Усиление броуновского движения приводит к уменьшению поляризации. Этот принцип используют во флуоресцентной поляризации, поскольку вращение меченого флуоресцирующего антигена уменьшается при связьгеании с антителом (рис. 7.9-14). Таким образом, при низкой концеитрации антигена в [c.590]

Переход раствора полимера в состояние студня при той же концентрации называется застудневанием, например, при охлаждении 5%-ного раствора желатины он превращается в студень. Застудневание отчетливо проявляется в прекращении броуновского движения в студне, оно не сопровождается заметным тепловым эффектом или изменением объема, что объясняется малым числом образующихся межцепных связей. Влияние электролитов на скорость застудневания зависит от их положения в лиотропном ряду (см. стр. 185), начиная от сульфатов, которые наиболее сильно ускоряют застудневание. Напротив, лиотропный ряд влияния электролитов на плавление студней имеет обратную последовательность, так как наиболее сильное расплавляющее действие оказывают ро-даниды и йодиды (см. стр. 208). Ввиду замедленной скорости установления равновесия в растворах полимеров (см. стр. 171), их нагревание и охлаждение может сопровождаться гистерезисом ряда свойств — вязкости, оптического вращения (мутаротация) и др., изменение которых обычно отстает от скорости изменения температуры растворов. Интересно, что слишком сильное охлаждение не ускоряет, а тормозит процесс застудневания, благодаря замедлению скорости образования межцепных связей. Например, по Хоку, 1,5%-ный раствор желатины в глицерине застудневает при комнатной температуре в несколько дней, а при 0° остается в течение нескольких недель в жидком состоянии. В эластичных гелях при определенной концентрации полимера и электролитов застудневание раствора может происходить в изотермических условиях, по типу тиксотропных превращений. Разбавленный студень желатины можно получить тиксотропным, подобно гелю гидроокиси железа тиксотропными свойствами обладает также протоплазма при некоторых клеточных процессах — во время деления клеток, при возбуждении клетки, при действии наркотиков и др. [c.209]

В безынерционном приближении частицы движутся в поле сдвигового поступательного потока по прямым траекториям, если пренебречь их враше-нием. Заметим, что вращение частиц приводит к их поперечному дрейфу. При движении одной частицы в области большей скорости, а другой — в области меньшей скорости при условии, что расстояние между частицами в направлении градиента скорости не превышает а,-t-oj, частицы столкнутся. Такой вид столкновения имеет чисто геометрический характер, поскольку при этом пренебрегают броуновским движением и гидродинамическим взаимодействием частиц. [c.217]

Известно, что анизодиаметрические частицы коагулируют быстрее, чем изодиаметрические. По ]Июллеру, объяснение состоит в том, что из-за вращения (под действием броуновского движения) анизодиаметрические частицы обладают большим диаметром столкновений и большей константой диффузии, чем изодиаметрические. [c.138]

Сближение частиц на расстояние, достаточное для проявления аттракционных сил, может происходить вследствие броуновского движения, перемещения частиц с микровихрями, образующимися, при механическом перемешивании (микротурбулентность потока воды), неодинаковой скорости движения частиц при оседании или фильтровании, а также вращения и движения свободных сегментов адсорбированных макромолекул. [c.77]

Рассмотрим далее случай, когда на частицу не действуют внешние моменты сил, но оказывается существенным вращательное броуновское движение частицы. В этом случае скорость вращения частицы определяется соотношением (2. 5. 1), в котором присутствует случайная составляющая вызванная случайными моментами сил. По формуле (2. 2. 9) находим значение недиагг-нальных компонент матрицы [c.52]

ЭПР в неводных растворах комплексов Сп и частота броуновского движения комплексов изучены Ривкиндом [160]. Ионы меди вводились в различные растворители (вода, хлороформ, гликоли, диоксан, смеси этаноламинбв с водой) в виде аммиачных Си(КНз) , этилендиаминных СиЕп и других комплексов. Исследование показало возможность установления времени Те по виду сверхтонкой структуры, полученной для двух близлежащих частот со , одна из которых выше, а другая ниже характеристической частоты броуновского вращения (са Козырев и Ривкинд [161] предполагают, что для комплексов Си (П), представляющих собой вытянутые октаэдры, броуновское движение обладает большой анизотропией. Если время Хг составляет примерно 10 " —10 сек, то Тс для эффективной переориентации электрической оси комплекса составляет 10 сек [1611 [c.242]