분자의 '브라운 운동'이란?

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분자가 움직이는 ‘브라운(Brown) 운동’

 

  

모든 분자가 항상 운동하고 있다는 것은 중학교에서 과학시간에 배운다. 그러나 원자라든가 분자에 대한 개념조차 없던 옛날에 분자의 운동을 상상하기란 불가능한 일이다.

 

스코틀랜드의 식물학자인 로버트 브라운(Robert Brown 1773-1858)은 현미경을 사용하여 온갖 식물의 세포와 조직, 꽃가루받이 현상 등을 연구했다. 그는 영국에서 약 4,000종의 식물을 분류하기도 했으며, 식물의 세포 속에 포함되어 있는 내용물을 조사했다.

 

어느 더운 날, 브라운은 현미경 아래에서 물 위에 떠 있는 미세한 꽃가루를 관찰하고 있었다. 그는 수면은 흔들리지 않고 정지해 있는데 꽃가루들이 매우 불규칙하게 움직이는 것을 발견했다. 그는 꽃가루가 아닌 다른 먼지들도 그런가 하고 조사했더니, 마찬가지로 움직이고 있었다.

 

브라운은 “액체 위에 뜬 작은 고체 입자는 쉬지 않고 불규칙하게 운동한다.”는 ‘브라운 운동’ 현상을 최초로 발견한 것이다. 그러나 그 입자들이 왜 움직이고 있는지는 설명할 수 없었다.

 

훗날 알려진 꽃가루의 운동 원인은 물의 분자들이 불규칙하게 운동하기 때문에 가벼운 꽃가루들이 덩달아 서로 충돌하기 때문인 것을 알게 되었다. 아인슈타인은 1905년, 브라운 운동을 수학적으로 연구하여, 원자나 분자의 크기를 계산하는 방법으로 이용했다.

 

식물체를 구성하는 세포의 형태를 처음 관찰한 과학자는 로버트 훅(Robert Hooke 1635-1703)이었고, 세포의 중심에 있는 '핵'은 로버트 브라운이 처음 발견하여 ‘nucleus’(핵)라는 이름을 붙였다. nucleus는 라틴어로 ‘작은 호두’라는 의미이다.

 

 

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