Termal hareket, moleküllerin, atomların, elektronların veya diğer atom altı parçacıkların rastgele hareketlerini ifade eder. Etrafımızdaki görünür dünyadan farklı olarak, atom dünyası mutlak sıfırın üzerindeki tüm sıcaklıklarda sabit bir hareket halindedir. Parçacıkların ısıl hareketi bu parçacıkların sıcaklığı ile yükselir ve termodinamik yasalarına tabidir.
Isıl hareket etüdü, parçacıkların rasgele hareket etüdü çalışmasıdır. Moleküller, atomlar ve atom altı parçacıklar öngörülebilir şekilde davranmazlar. Gördüğümüz dünyadan farklı olarak, bu küçük madde parçaları neredeyse her zaman sürekli hareket halindedir ve oluşturdukları büyük bedenlerle aynı kurallara uymazlar. Örneğin elektronlar, bir atomun çekirdeği etrafındaki yörüngelerde bulunur. Bir elektronun yeri ve hareketi tam olarak belirlenemese de, orbital olarak bilinen belli bir alan içerisinde hareket etme olasılığı vardır.
Atomik parçacıklar, mutlak sıfırın üzerindeki tüm sıcaklıklarda sürekli hareket halinde kalır. 0 derece Kelvin olarak da adlandırılan mutlak sıfır, -459.67 ° F'ye (-273.15 ° C) eşittir. Bu, mevcut en düşük sıcaklıktır çünkü atomik parçacıkların hareket etmeyi bıraktığı sıcaklığa karşılık gelir.
Bir partikülün ısıl hareketi, o partikülün sıcaklığıyla ilgilidir. Yüksek sıcaklıklarda parçacıklar, düşük sıcaklıklardakinden daha fazla termal hareket sergiler. Bu, gaz, sıvı, katı ve plazma dahil olmak üzere herhangi bir maddedeki parçacıklar için geçerlidir. Bir katı içindeki atomlar, bir sıvıdaki veya bir gazdaki atomlardan birbirine daha yakın olsalar da, atomların etrafında hareket etmesi için hala boşluk vardır.
Atomik parçacıkların ısıl hareketi ilk önce fizikçi Robert Brown tarafından tanımlandı. Brown, mikroskop altında bir polen veya toz parçası gibi küçük bir parçacığı görüntülerken, parçacığın sürekli bir hareket halinde ya da ajitasyon halinde göründüğünü fark etti. Atomların küçük bir parçacık etrafındaki termal hareketi atomların içine çarpmasına neden olur. Bu, atomik parçacıkların yaptığı gibi, daha büyük parçacıkların rastgele hareket etmesini sağlar. Bu harekete Brownian hareketi denir.
Termal hareket, parçacıkların rasgele hareketini yöneten bir dizi kanuna sahip olan termodinamik üzerinde incelenir. Birinci kanun, maddenin ve enerjinin daima korunmuş olduğunu belirtir. İkincisi, biraz paradoksal olarak, önceki bir enerji durumuna dönüşün mümkün olmadığını, çünkü bazı enerjilerin sistemden kaçtığını ve bir daha asla kullanılamayacağını belirtir. Üçüncü, mutlak sıfıra ulaşılamayacağını belirtir. Basitçe söylemek gerekirse, bu yasalar termal hareketin asla bitmeyen ve daima değişen rastgele bir hareket olduğu anlamına gelir.
