高中物理《7.2分子的热运动》学案 新人教版选修3-3.doc

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1、泰州市姜堰区罗塘高级中学高中物理《7.2分子的热运动》学案新人教版选修3-3教学目标1、观察扩散现象，理解推断扩散现象是由于分子运动造成的；2、观察布朗运动，能够叙述布朗运动的特点；3、能够用分子运动理论解释布朗运动成因，推测宏观表现的微观成因，体会大量分子不断撞击微粒的情景，能够解释布朗运动，能够区分布朗运动与分子运动；4、认识到科学观察要细致，推断要有充分依据，体会分子运动的“无规则性”。过程与方法学生自主学习、合作探究和实例分析，教师适当点拨、引导，使学生能真正理解该节内容；培养学生的分析综合能力，理解推理能力，实验能力。教学重点：布朗运动。教学难点：布朗运动产生的原因，布朗运动与分

2、子无规则运动的关系。教学过程新课引入新课讲解（一）扩散现象1、我们把_____________相互接触时_____________对方的现象叫做扩散。2、扩散现象在_________、_________、_________中都能发生。3、特点：温度越_______，扩散现象越___________。4、扩散现象是物质分子永不停息地做_____________运动的证明。（二）布朗运动1、_____________所做的____________运动叫布朗运动。实验：观察布朗运动。2、布朗运动的特点：_________、_________，微粒越______、温度越________布朗运动越明

3、显。（三）布朗运动的解释1、布朗运动产生的原因：大量液体分子__________地做___________运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性。产生布朗运动的根本原因就是__________永不停息的____________运动。2、分组讨论：为什么悬浮微粒越小，布朗运动越明显？3、思考讨论：布朗运动是不是分子的运动？布朗运动______________了液体分子在做永不停息的无规则运动。（四）热运动物体内部大量分子的________________运动与______有关，被称为分子的热运动。小结、布置作业课外阅览布朗运动的理论解释1827年,英国植物学家布朗用显微镜观察到了悬浮在

4、水中的花粉微粒在做总不停的无规则运动，进一步研究发现这种运动不是由于花粉微粒有生命，否定了这种运动是一种生物现象，即有生命才会运动。布朗把他的实验经过详细地记载下来，写在他于1828年出版的《植物花粉的显微观察》一书中。可以说他当时并不理解产生这种运动的原因，他虽然没有找到小颗粒运动的原因，但他精心观察和实验发现了问题，并把问题详细记录下来，为后人提供了一个作深入研究的课题。因此，他对科学的发展做出了有益的贡献。后人为了纪念他，把他观察的小颗粒运动命名为“布朗运动”。布朗运动究竟是怎样产生的呢？无数学者为解释这种现象的奥秘做了种种徒劳的努力。起初人们认为是由外界影响，如震动、液体对流的扰动

5、等引起的。但实验表明，尽量在排除外界的影响下，布朗运动仍然存在，只要微粒足够小，在任何液体中(甚至包括气体中)都可以观察到布朗运动，即使连续观察几个月，布朗运动也决不会停止，可见产生布朗运动的原因不在外部而在液体的内部。在1885年前后，法国物理学家们曾经猜测，布朗运动是由于悬浮粒子受到显微镜下观察不到的液体分子的不规则碰撞所造成的，这种富于想象的解释在当时不仅缺乏数学基础，而且没有任何实验证明。时隔70多年后，于1905年德国物理学家爱因斯坦和波兰物理学家斯莫路霍夫斯基发表了对布朗运动的理论研究成果。但最引人注目的是爱因斯坦发表在德国的《物理学年鉴》第四篇第17卷上题为“热的分子运动论所

6、要求的静液体中悬浮粒子的运动”的论文，该论文也是爱因斯坦在1905年富有创造性研究中的首篇。在这篇论文中，爱因斯坦把显微镜下可见粒子的运动看作是显微镜下看不到的液体分子运动的表征，证明了布朗粒子的运动是由于液体分子从四面八方对它撞击引起的，这种撞击的不规则性和偶然性，使来自不同方向的作用互不完全抵消。由于布朗粒子线度非常小（约10-4cm），周围分子的不均匀碰撞所产生的不平衡力的作用足以使它发生运动。爱因斯坦还同时用统计方法论证了悬浮粒子的运动速度与颗粒大小及其液体的粘滞系数之间存在着可用实验检验的数量关系。1908年法国物理学家佩兰利用与大气分子的垂直分布相类似的胶态粒子在液体中保持悬浮

7、状态，再用显微镜进行观察，并对处于液体中不同高度的单位体积内粒子进行计数，发现单位体积内粒子数随高度升高而减小的这种变化规律与大气中气体分子数随高度变化规律相同，描述出粒子的竖直分布状况与爱因斯坦对布朗运动的理论解释相吻合。这样通过实验完全证实了布朗运动的爱因斯坦定律，并由此求得阿伏加德罗常量。由于这项工作的出色成就佩兰荣获了1926年诺贝尔物理学奖。