Lämpöliike

Lämpöliike tarkoittaa aineen hiukkasten satunnaista liikettä, joka johtuu lämpöenergian siirtymisestä. Se esiintyy kaikissa tiloissa: kaasuissa, nesteissä ja kiinteissä, ja kattaa sekä hiukkasten translaation että sisäisen värähtelyn. Lämpöliike on keskeinen osa tilastollista mekaniikkaa ja termodynamiikkaa.

Lämpötilan noustessa hiukkasten keskimääräinen kineettinen energia kasvaa, jolloin lämpöliike voimistuu ja nopeutuu. Tämä käytännössä selittää monia ilmiöitä, kuten diffuusion nopeutumisen sekä lämpöjohtuvuuden ja kemiallisten prosessien muutokset.

Brownin liike on näkyvä esimerkki lämpöliikkeestä: pienet hiukkaset lepattavat epäjärjestyneesti nesteessä tai kaasussa molekyylien törmäyksistä johtuen. Sen havaitsi ja selitti perusteellisesti Einstein vuonna 1905, mikä vahvisti atomien olemassaolon.

Kiinteissä aineissa lämpöliike ilmenee atomien ja molekyylien värähtelyinä latticeissa, ilmiöitä kutsutaan fonaatioiksi. Myös kvanttisäädellyt vaikutukset voivat tuottaa värähtelyä jopa matalilla lämpötiloilla, esimerkiksi nollapistevärehtelyn kautta.

Lämpöliike on keskeinen käsite monissa fysikaalisissa ja ainesmielisissä ilmiöissä: se vaikuttaa diffuusion, lämmönjohtavuuden sekä monien materiaalien mekaanisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Ymmärrys lämpöliikkeestä muodostaa perustan sekä käytännön kokeille että teoreettiselle mallintamiselle.