19. yüzyılın ortasına gelindiğinde atomlar ve moleküller kimyada temel düşünce haline gelmişti ve pek çok bilim insanı, elementlerin ve bileşiklerin kimliği ve davranışı bakımından çok önemli olduklarını biliyorlardı. Çok azı fizikte yerleri olduğunu düşünüyordu; ama 1880’lerde Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann gazların kinetik teorisini geliştirip, atomları ve molekülleri de fiziğin merkezine yerleştirdi.

18. yüzyılın başında İsviçreli fizikçi Daniel Bernoulli, gazların hareket eden çok sayıda molekülden oluştuğunu ortaya atmıştı. Bu moleküllerin etkisi, basıncı, kinetik enerjileri (hareket enerjileri) ısı yaratır. 1840’larda ve 1850’lerde bilim insanları, gazların özelliklerinin sayısız parçacığın ortalama hareketini yansıttığını anlamaya başlamıştı.

1859’da James Clerk Maxwell moleküllerin hızını ve çarpışmadan önce ne kadar yol aldıklarını hesapladı ve sıcaklığın, moleküllerin ortalama hızının bir ölçüsü olduğunu gösterdi.

İstatistiğin Önemi

Boltzmann, istatistiğin ne kadar önemli olduğunu açığa çıkardı. Maddenin özelliklerinin, hareketin temel yasaları ile istatistiksel olasılık kurallarının bir bileşimi olduğunu gösterdi. Bu ilkeden yola çıkarak, şimdi Boltzmann Sabiti denilen bir sayı hesaplayıp, bir gazın basıncını ve hacmini moleküllerinin sayısıyla ve enerjisiyle ilişkilendiren bir formül ortaya koydu.

Moleküler Hareket Hakkında Tarihsel Görüşler

1738 – Daniel Bernoulli; gazların hareket eden moleküllerden oluştuğunu ortaya atar.

1827 – İskoç botanikçi Robert Brown; polenin sudaki hareketini tanımlar; bu, Brown Devinimi olarak anılır.

1845 – İskoç fizikçi John James Waterston; enerjinin gaz molekülleri arasında istatistiksel kurallara uygun nasıl hareket ettiğini açıklar.

1857 – James Clerk Maxwell; moleküllerin ortalama hızını ve çarpışmalar arasındaki ortalama mesafeyi hesaplar.

1905 – Albert Einstein, Brown devinimini matematiksel olarak analiz ederek, molekül etkisinin sonucu olduğunu gösterir.