В своих опытах французский физик Перрен исходил из того, что броуновские частицы ведут себя также
, как молекулы идеального газа. Действительно, броуновские частицы удовлетворяют всем условиям, предъявляемым к идеальному газу: суммарный объем частиц мал по сравнению с объемом жидкости или газа, в которых они находятся, потенциальной энергией взаимодействия частиц между собой, безусловно, можно пренебречь, а с молекулами жидкости или газа они взаимодействуют путем столкновений. Последнее утверждение можно считать предположением, но зато если оно оправдается, все сомнения о существовании молекул отпадут.
Например, если подтвердятся для них какие-нибудь законы, полученные для идеальных газов. Перрен в 1908 г. решил проверить, выполняется ли для этих частиц распределение Больцмана. Единственное, чем эти частицы отличаются от молекул — это масса и размеры, но никаких ограничений для них кинетическая теория идеального газа не устанавливает. Правда, каждая из частиц сама состоит из многих молекул, но нам ничто не мешает считать ее просто многоатомной молекулой. Перрен в своих рассуждениях исходил из того, чем мы уже воспользовались — из представления о том, что средняя кинетическая энергия броуновских частиц зависит только от температуры жидкости, в которой они находятся, равна средней кинетической энергии поступательного движения молекул жидкости и определяется формулой (54).
Чтобы проверить, так ли это, можно воспользоваться частицами заметно разной массы и, если в исследуемом явлении окажется, что для частиц разных масс явление описывается разными законами, то предположение неверно, если одинаковыми — верно, потому что, повторимся, между молекулами и броуновскими частицами различие одно, по массе. Вторая задача, поставленная Перреном, — найти значение числа Авогадро. Это, вообще говоря, можно было сделать, зная распределение молекул по высоте и массу молекул и заменив в (80а) ц на Na^o- Но масса молекул в то время была известна весьма приблизительно. А вот распределение броуновских частиц по высоте определить можно, у них размеры достаточны, чтобы их можно было увидеть в микроскоп, а массы таковы, что изменение концентрации заметно при изменении высоты на малые доли миллиметра.