생명과학 · 세포·물질 이동 / 원리와 탐구
농도 차이와 확산 실험 해설
향기가 퍼지는 현상처럼 확산은 입자들의 무작위 운동에서 나타납니다. 두 공간의 초기 입자 수와 칸막이 조건을 바꾸고 좌우 입자 수의 시간 변화를 비교해 보세요. 농도 차이가 줄어든 뒤에도 입자는 계속 움직인다는 동적 평형의 의미를 관찰하는 실험입니다.
어떤 원리인가요?
농도 차이는 줄지만 평형에서도 양방향 무작위 이동은 계속돼요. 총입자 수는 보존돼요.
핵심 관계
총입자 수 N = N왼쪽 + N오른쪽
이렇게 관찰해 보세요
- 열린 칸막이와 닫힌 칸막이를 비교해요. 초록은 왼쪽, 보라는 오른쪽 입자 수예요. 주황 입자 하나의 궤적과 양방향 통과 횟수를 봐요.
- 같은 시드·초기 수에서 칸막이 상태만 바꿔 두 조건을 기록해요.
- 80 : 80에서 시작해도 양방향 통과가 늘어나는지 봐요. 시드만 바꾼 기록으로 표본 변동도 비교해요.
결과를 읽는 기준
평형에서 좌→우·우→좌 이동 횟수가 모두 늘어나는 이유는?
평형에서도 양방향 이동은 계속돼요. 작은 표본에서는 좌우 입자 수가 정확히 같지 않고 계속 변동해요.
모형의 범위와 한계
같은 크기 두 공간과 단일 입자종의 20×12 격자 확률 이동 모형이에요. 입자 충돌·부피·전기력은 생략하고 최대 400개를 사용해요. 농도는 같은 공간의 입자 수로 비교해요. 관찰 구간 끝의 정지는 시간 재생을 멈춘 것이에요. 실제 분자의 정지가 아니에요.