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文檔簡介
分子熱運動物理教案分子熱運動物理教案「篇一」★教學目標一、知識與技能1.通過觀察和實驗,初步了解分子動理論的基本特點;2.能解釋某些熱現(xiàn)象。二、過程與方法1.通過觀察和實驗,學會運用想象和類比等研究方法;2.培養(yǎng)學生的觀察和分析概括信息的能力。三、情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生敢于表達自己的想法,隨時關注周圍的人和事以及有關現(xiàn)象?!镎n程內容1、2、3。物質是由分子組成的一切物體的分子總在不停地做無規(guī)則運動分子間存在相互作用的引力和斥力★重點——一切物體的分子總在不停地做無規(guī)則運動★難點——分子間存在相互作用的引力和斥力★教具——玻板、水、水槽、彈簧測力計等★過程一、物質是由分子組成的1、分子直徑數(shù)量級10-10m。2、物質是由很多分子組成的。二、一切物體的分子總在不停地做無規(guī)則運動1.擴散現(xiàn)象——不同的物質相互接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象叫~(見書Pa.一切固體,液體和氣體都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象小結得出——擴散速度:V氣﹥V液﹥V固演示:紅墨水在熱水和冷水中的擴散情況b.物體溫度越高,擴散越快。2.分子熱運動,分子的運動是無規(guī)則的。三、分子間存在相互作用的引力和斥力。3.分子間引力和斥力的大小關系。①引力=斥力d=r0②引力﹥斥力(斥力、引力都減小,則引力減慢,顯示引力)d﹥r③引力﹤斥力(斥力、引力都增大,則引力增大慢,顯示斥力)d﹤r0★小結:引導學生根據自己的理解進行小結,培養(yǎng)總結概括能力?!镒鳂I(yè)——動手動腦學物理1~4題★反思:分子熱運動物理教案「篇二」分子熱運動教案分子熱運動第十一章分子熱運動能量守恒我們通常把中學物理知識分為五大塊:力學、熱學、電磁學、光學和原子物理。隨著第十章的結束,我們就完成了力學的新課學習。熱學包括第十一、第十二兩章內容,從知識份量上來,遠遠少于力學。事實上,中學熱學知識的深度也遠遠小于力學,如果把大學(普通)物理的深度比做十分,中學的力學可能已經到了五至六分,而熱學則不到一分,可以說只是了解一些皮毛而已。這是因為熱學的研究需要深入微觀空間,不象力學一樣直觀、表象,所以要常常用到一些特殊的方法,涉及的數(shù)學工具也比較深奧。這就意味著,知識內容雖少,理解的難度依然存在,不能認為就很輕松。在學習方向方面,我們不是重在定量的訓練(過去的教材中關于氣體知識的運算量較大,從本屆起也砍掉了),而是要定性地建立一些有用的觀念(如守恒的觀念、統(tǒng)計的觀念、熵增大的觀念等),為高一級學校的學習做好思想方面的準備。從兩個章節(jié)的授課安排來看,下一章主要是閱讀知識,相對的重點落在第十一章。第十一章分三個單元:分子動理論(第1~3節(jié))、內能介紹(第4節(jié))、熱力學兩個定律(第5、6、7節(jié))。熱學的知識和其它領域相對獨立,但仍然和我們的生產生活、科學技術密切相關,希望大家給予一定的重視。11~1物體是由大量分子組成的【目的】1、知道物體是由大量分子組成的,知道分子的模型、大小、質量2、知道用油膜法測定分子大小的原理3、理解阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁,并會用阿伏加德羅常數(shù)進行相關的計算【重點】知道物體是由大量分子組成的,知道分子的模型、大小、質量【教學難點】結合阿伏加德羅常數(shù)對分子大小、質量進行計算時,分子的排列模式處理(是球形還是立方體)【教具】投影儀、掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨照片、電子顯微鏡拍攝的硅原子照片【教學過程】○、引入看到今天的標題,我們就會想到化學中關于物質組成的知識。事實上,今天的課差不多就是這部分知識的復習,只是某些素材和研究的途徑略有不同。一、分子的大小人們在認識物質組成方面的歷史,我們已經知道得比較多了,這里不在贅述。設問:什么是分子?學生:分子是物質保持化學性質的最小單位,它可以包括單個或多個原子。我們下面從物理學的角度介紹一下人們認識分子組成的典型事實——1、相關事實掃描隧道顯微鏡觀察(教材彩圖2)→根據放大率反推分子大小*電子顯微鏡(照片)→根據放大率反推分子大小單分子油膜法a、原理…,以油酸分子呈立方體排列“估算”→關系:d=b、操作:油酸→稀釋→滴入→酒精溶解→撒石膏粉(或痱子粉)取膜→面積計算例題:將1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的的油酸酒精溶液。已知1cm3溶液有50滴,現(xiàn)取其1滴,將它滴在水面上,隨著酒精溶于水,油酸在水面上形成一單分子薄層。現(xiàn)已測得這個薄層的面積為0.2m2,試由此估算油酸分子的直徑。解:d===5×10-10m答:略。用不同的途徑測量,發(fā)現(xiàn)不同的分子,其大小雖然各不相同,但它們的數(shù)量級是相同的——2、分子的大?。?0-10m數(shù)量級10-10m在波動光學中也稱之為1埃(),它是納米的十分之一。過渡:分子的線度是如此之小,那么組成物體的分子個數(shù)必然是巨大的。分子的線度和組成物體的分子個數(shù)除了實驗測量之外,還有沒有理論的方法尋求呢?二、阿伏加德羅常數(shù)(化學知識復習)一摩爾的任何物質都含有相同的。1、阿伏加德羅常數(shù):1mol的任何物質所含的粒子數(shù),即:NA=6.02×1023mol-1(精確值為6.0221367×1023mol-1)顯然,有了阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質量,我們就能將宏觀量和微觀量聯(lián)系起來進行計算。阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀世界和微觀世界的重要紐帶。2、分子大小和質量的計算當然,在計算方面,除了重復化學科目已經做過的一些處理外,還有一個分子怎么排布的問題。有關這方面的詳細知識,在下一章會具體介紹。今天,我們會用到一些相對“模糊”的處理。具體怎么個模糊法,看下面的例題——例題:已知金剛石的密度=3.5×103kg/m3,碳的摩爾質量為12×10-3kg/mol?,F(xiàn)有一塊體積V=5.7×10-8m3的金剛石,它含有多少個碳原子?如果認為碳原子是緊密地排列在一起的,試求碳原子的直徑。解:第一問很常規(guī),屬化學知識復習。N=nNA=NA==×6.02×1023=1.00×1022解第二問,可以先求每個碳原子所占據的空間v======5.70×10-30m3如果認為碳原子呈立方體排列,碳原子的直徑d==1.79×10-10m如果認為碳原子呈球形排列,則v=π()3,故,碳原子的直徑d==2.22×10-10m這兩種算法導致的結果差異較大,第二種看起來似乎更精確,但只要稍做思考,就會發(fā)現(xiàn)這樣的問題:如果把每個分子所占的空間作為每個分子的體積,那么,分子之間的間隙不是不存在了嗎。所以,第一種算法事實上更為符合事實。從本題的第一問可以看到,57mm3的鉆石(相當于鉆戒上的一顆小鉆石)所含的碳原子居然有1022個!這個數(shù)字是龐大的,也就是說,物體是由大量分子組成的。建立起這樣的觀念非常重要。第二問則告訴我們,遇到分子間距和質量的問題,除了化學的知識復習之外,還要進行物理的思考。三、小結本節(jié)我們學習了兩部分內容…。知識的重點還在對化學知識的復習,建立起“物體是由大量分子組成的”這樣的觀念。在分子的排布方面,我們可以相機行事,具體問題具體分析。分子所占的空間和分子本身的大小是有差距的,這樣的情形在氣體中將會更加明顯。四、作業(yè)布置教材P71第(1)(2)(3)(4)題,上作業(yè)本《優(yōu)化設計》P58第1、2、3、4、5、6題,做在書上【板書設計】注意“教學過程”的灰色部分,即是板書計劃?!窘毯蟾小糠至糠浅:线m,計劃貫徹也很到位。主要還是備課細致,每個環(huán)節(jié)都想到了。具體教學的過程中,非常理智,語言都差不多按教案設計的內容“發(fā)言”,完全沒有隨意性。要說缺點,教學過程平淡了一些,差了一點激情。此外,關于分子排布和分子之間有間隙的問題,沒有作業(yè)題照應,鞏固就成了問題。分子熱運動物理教案「篇三」教材分析:教材從分子的組成入手,先說明分之在做無規(guī)則運動,然后講到擴散現(xiàn)象,并對分子熱運動進行講解,說明分子間存在相互作用力。教學目標:1、知識與技能●知道物質是由分子組成的,一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動?!衲茏R別擴散現(xiàn)象,并能用分子熱運動的觀點進行解釋?!裰婪肿訜徇\動的快慢與溫度的關系彩繽紛?!裰婪肿又g存在相互作用力。2、過程與方法●通過演示實驗說明一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動?!裢ㄟ^演示實驗使學生推測出物體溫度越高,熱運動越劇烈。●通過演示實驗以及與彈簧的彈力類比使學生了解分子之間既存在斥力又存在引力。3、情感態(tài)度與價值觀●用演示實驗激發(fā)學生的學習興趣,通過交流討論培養(yǎng)學生的合作意識和能力。教學重點與難點:重點:分子的熱運動。難點:通過直接感知的現(xiàn)象,推測無法直接感知的事實。教學器材:二氧化氮氣體的廣口瓶、空瓶、鉛圓柱。教學課時:1時教學過程:引入新課我們生活在物質世界中,我們的周圍充滿著物質:水、空氣、石頭、金屬、動物、植物等都是物質。而對于物質是怎樣構成的,這一古老課題,很早就有過種種猜測,有的主張萬物之源是“氣”,有的主張萬物之源是“火”。公元前5世紀墨子提出的物質的最小單位是“端”,公元前4世紀古希臘的德漠克利特認為宇宙萬物,是由大小和質量不同的,不可入的,運動不息的原子組成。此后經過近20xx年的探索,直到17世紀末,才科學地認識到物質是由分子組成的。進行新課(1)分子和分子運動①物質是由分子組成的,分子是極小的微粒。如果把分子看做球形,它的直徑約10―10米,這是一個極小的長度,不僅肉眼看不到,即使用現(xiàn)代的顯微鏡也看不清分子。由于分子極小,所以物體含分子數(shù)目大得驚人。通常情況下,1厘米3空氣里大約有2。7×1019個分子,如果人數(shù)的速度能達到每秒數(shù)100億個,要數(shù)完這個數(shù),也得用80多年。②構成物質的分子永不停息地運動著。由于分子太小,目前尚無法直接觀察分子的行為,但我們可以從宏觀的實驗現(xiàn)象,來判斷分子的行為。演示實驗:擴散現(xiàn)象出示事先裝有二氧化氮氣體的廣口瓶。說明瓶內紅棕色的氣體是二氧化氮。再出示一只空的廣口瓶,其實瓶內裝滿了空氣。將裝有二氧化氮的瓶子向空瓶傾倒,這時看到紅棕色氣體流入空瓶,開始先沉到瓶底。此現(xiàn)象說明二氧化氮的密度大于空氣的密度。另取一只“空”瓶,按課本圖16。1―2所示,將其倒扣在裝有二氧化氮氣體的瓶子上。這時要強調:裝有密度較大的二氧化氮氣體的瓶子在下,裝有空氣的瓶子在上,抽掉玻璃隔板,二氧化氮氣體不會流進空氣瓶內?,F(xiàn)在我抽掉隔板,沒有出現(xiàn)二氧化氮氣體流動的現(xiàn)象,我們停一會兒再來觀察瓶內出現(xiàn)的現(xiàn)象。在等候期間,組織學生自己做墨水擴散實驗:同學們課桌上的燒杯里盛有清水,大家不要振動桌子,保持清水平靜。請大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水,觀察墨水的變化情況。滴入的墨水將下沉,在清水中留下了清晰的墨跡,過一段時間墨跡的輪廓變模糊,墨跡變淡,周圍的水色變墨。組織學生觀察前面已做的氣體擴散實驗。此時空氣瓶出現(xiàn)了紅棕色,下面紅棕色的二氧化氮瓶中顏色變淡。實驗現(xiàn)象表明,二氧化氮氣體進入了空氣,空氣進入了二氧化氮氣體中。像這樣,不同的物體在互相接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散。擴散現(xiàn)象也可以發(fā)生在液體之間。請大家再觀察一下剛才大家滴入清水的墨水,已經沒有明顯的墨跡了,整杯水都變黑些了,說明墨水和水也發(fā)生了擴散。為了說明液體的擴散現(xiàn)象,我們再來做個實驗。(按照課本圖16。2―3液體的擴散實驗演示)現(xiàn)在我們看到無色的清水和藍色的硫酸銅溶液之間有明顯的界面,要觀察到擴散現(xiàn)象需要較長的時間。為了節(jié)省課堂時間,幾天前我就做了同樣的實驗,請大家看幾天前的實驗。(出示提前二天、四天、六天做的實驗樣本)這些實驗告訴我們,靜放的時間越長,界面變得越模糊不清,彼此進入對方越深。固體之間也會發(fā)生擴散現(xiàn)象。有人用固體做過實驗,將鉛片和金片緊壓在一起,放置5年后再將它們分開,可以看到它們相滲入約1毫米。其實在日常生活中,我們也觀察到過固體的擴散。煤矸石有的原來就是石炭巖,由于長期地跟煤擠壓在一起,它的內部也變黑了。大量事實說明氣體、液體、固體都有擴散現(xiàn)象,即使在日常生活中大家也能找到許多事例。例如,某同學擦點清涼油,周圍同學就能聞到清涼油味。擴散現(xiàn)象表明:一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。只有分子不停地運動才能相互進入對方。同時也說明分子不是緊密地擠在一起,而是彼此間存有間隙。(2)分子間的作用力固體、液體的分子都在不停地做無規(guī)則運動,且分子間又有間隙,為什么分子不會飛散開,反而聚合在一起呢?引導學生猜想,這可能是分子間存在著吸引力,這個猜想是否正確呢?需要我們用實驗來證實。演示實驗:分子引力實驗出示演示分子引力的兩個鉛圓柱。隨意將它們對在一起,這時兩鉛塊并沒有表現(xiàn)出吸引力。實驗似乎得到分子間沒有引力的結果,但是我們不要輕易地放棄我們的猜想,應再進一步分析原因。大家都知道磁鐵能夠吸引鐵釘,(邊講邊演示)但把鐵釘遠離磁鐵,這時磁鐵不能吸起鐵釘(演示),這是為什么?(距離太遠)。剛才兩鉛塊沒有表現(xiàn)出吸引力,是不是也是因為分子間的距離不夠近呢?那么我們想法讓兩鉛塊靠的更近些。(再做實驗時,用小刀將兩鉛塊表面刮光亮,然后用力將兩鉛塊擠壓在一起)實驗結果兩鉛塊能吸引在一起,并能負重達500克以上。這表明分子之間的吸引力,這種吸引力只有在分子靠得很近時,才能表現(xiàn)出來。一般分子距離要小于10―9米時才能表現(xiàn)出引力。在實際生產中,人們早就利用分子間有吸引力,來進行金屬焊接了。一般焊接是靠溶化金屬,從而使分子間的距離足夠近,金屬冷卻后就焊接到一起。近代還有爆破焊接技術,它是將金屬表面清潔后靠在一起,然后靠爆炸產生的巨大壓力,將兩金屬壓接在一起。液體分子之間也存在吸引力。實驗證實了我們關于分子引力的猜想。我們再進一步思考,又會發(fā)現(xiàn)新的矛盾:分子之間有間隙,分子之間又有引力,這兩者是矛盾的,分子想互吸引最終應該相互靠緊,而不應該有間隙。既然分子間有間隙,物體應該很容易壓縮,但事實卻是固體、液體極難壓縮。我們只有根據事實,深化我們的認識,事實表明我們對分子的認識還不夠全面,還有沒認識到的方面。原來分子之間還存在斥力。分子之間既有引力,又有斥力,會不會兩種力總是相互抵消呢?當然不會,只有在特定的距離r時,分子間的引力不等于斥力,這個距離r就是通常的分子間隙的距離,大約是10―10米。當分子距離小于r時,斥力和引力都增大,但斥力增大得快,分子間表現(xiàn)為斥力。當分子間距離增大時,斥力和引力都減小,但斥力減小得更快、分子間表現(xiàn)為引力。當分子距離再增大,分子引力繼續(xù)減小,當分子距離大于10r時,分子間的作用力將變得十分微弱,可以忽略了。有了對分子間存在斥力的認識,前面所說的矛盾也就迎刃而解了。小結:通過實驗和思考,我們已經對分子和分子的運動有了初步認識,現(xiàn)在我們共同回顧一下,看看我們已經有了哪些認識。1、物質是由分子組成的,分子是構成物質的微粒,直徑大約是10―10米。2、分子永不停息地無規(guī)則運動著。3、分子之間有間隙。4、分子之間存在作用力,相互作用力有兩種,即引力和斥力。以上幾點,就是分子動理論的基本要點,利用這些要點,能夠解釋很多熱現(xiàn)象。板書設計:第一節(jié)分子熱運動一、分子和分子運動1、物質是由分子組成的,分子是極小的微粒。2、構成物質的分子永不停息地運動著。二、分子間的作用力1、引力2、斥力作業(yè):動手動腦學物理1、2、3、4教學后記:本節(jié)的主要目標是讓學生知道什么是擴散現(xiàn)象,對分子間的作用力有正確的認識,知道分子做永不停息的無規(guī)則運動。分子熱運動物理教案「篇四」教學目標(1)知道什么是熱運動,知道分子熱運動劇烈程度與溫度有關(2)知道布朗運動和擴散現(xiàn)象,并能簡單解釋其原因教學建議教材分析分析一:本節(jié)教材內容特點是先實驗(擴散現(xiàn)象和布朗運動兩個實驗現(xiàn)象),后得出結論(分子的無規(guī)則運動),并根據現(xiàn)象說明熱運動與溫度有關,因此做好演示實驗是關鍵。分析二:由于液體或空氣分子在熱運動過程中對懸浮于其中的顆粒的碰撞的不平衡性,使這些顆粒受力不平衡而開始運動,這就是布朗運動。由于分子運動的無規(guī)則性,造成布朗運動的不規(guī)則性。另外,溫度越高,分子熱運動越快,對顆粒的撞擊更強,布朗運動更顯著。分析三:溫度越高,分子無規(guī)則運動平均速度越快,這是一個宏觀統(tǒng)計結果,而對于具體某個分子,溫度與其運動速度并不一定存在這一關系,也許溫度升高,這個分子的運動速度相反可能在降低。教法建議建議一:做好演示實驗是關鍵,擴散現(xiàn)象實驗和布朗運動實驗都需要認真做。在做觀察布朗運動的實驗過程中,用稀釋的墨汁做懸濁液,過稀時液體中的微粒太少,過濃時亮度變暗,而且微粒連在一起,不便觀察,可以多試幾次。墨汁也可以不放在載片玻璃的凹槽中而只簡單地滴一滴在載片玻璃上,蓋上蓋玻璃就可以。顯微鏡的放大率在40倍左右最合適。建議二:在實驗的基礎上,推出分子在不停地熱運動后,要注意再用熱運動的觀點解釋造成該實驗現(xiàn)象的原因,以便鞏固、加深學生的認識。建議三:有關布朗運動和擴散運動的實驗除做好演示實驗外,若有條件,最好能用計算機模擬一下該運動的微觀機制,這樣有利于學生對該實驗現(xiàn)象的理解。教學設計方案教學重點:知道分子不停地無規(guī)則熱運動,知道布朗運動和擴散運動教學難點:布朗運動和擴散運動的微觀解釋一、擴散運動1、演示實驗空氣與二氧化氮氣體間的擴散現(xiàn)象2、概念:擴散現(xiàn)象3、擴散現(xiàn)象的微觀解釋:分子的無規(guī)則熱運動4、計算機演示擴散過程5、對比實驗:紅墨水在熱水和冷水中的擴散快慢。結論:溫度越高,分子運動越劇烈,擴散越快6、列舉日常生活中的擴散現(xiàn)象:如香水味等二、布朗運動1、學生觀察布朗運動現(xiàn)象2、微觀解釋布朗運動:分子撞擊不平衡3、觀察布朗運動與溫度高低、顆粒大小關系:溫度越高,布朗運動越顯著;顆粒越小,布朗運動越顯著。4、計算機演示布朗運動現(xiàn)象以及產生原理例:關于布朗運動,下列說法正確的是A、布朗運動是指懸浮在液體中的固體分子的運動B、布朗運動是指液體分子的運動C、布朗運動是液體分子無規(guī)則運動的反映D、布朗運動是指懸浮在液體中的顆粒的無規(guī)則運動答案:CD評析:熟知布朗運動的實質是解決本題的關鍵。三、熱運動由布朗運動和擴散運動說明分子的無規(guī)則運動與溫度的關系。四、作業(yè)探究活動題目:研究不同物質形態(tài)間擴散速度快慢組織:個人或分組方案:比較氣體、液體、固體間的擴散速度,并得出結論評價:實驗的科學性、創(chuàng)新性,實驗報告的規(guī)范性分子熱運動物理教案「篇五」一、教學目標1.物理知識方面的要求:(1)知道并記住什么是布朗運動,知道影響布朗運動激烈程度的因素,知道布朗運動產生的原因。(2)知道布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映。(3)知道什么是分子的熱運動,知道分子熱運動的激烈程度與溫度的關系。2.通過對布朗運動的觀察,發(fā)現(xiàn)其特征,分析概括出布朗運動的原因;培養(yǎng)學生概括、分析能力和推理判斷能力。從對懸浮顆粒無規(guī)則運動的原因分析,使學生初步接觸到用概率統(tǒng)計的觀點分析大量偶然事件的必然結果。二、重點、難點分析1.通過學生對布朗運動的觀察,引導學生思考、分析出布朗運動不是外界影響產生的,是液體分子撞擊微粒不平衡性產生的。布朗運動是永不停息的無規(guī)則運動,反映了液體分子的永不停息的無規(guī)則運動。這一連串結論的得出是這堂課的教學重點。2.學生觀察到的布朗運動不是分子運動,但它又間接反映液體分子無規(guī)則運動的特點。這是課堂上的難點。這個難點要從開始分析顯微鏡下看不到分子運動這個問題逐漸分散解疑。三、教具1.氣體和液體的擴散實驗:分別裝有二氧化氮和空氣的玻璃儲氣瓶、玻璃片;250mL水杯內盛有凈水、紅墨水。2.制備好的有藤黃懸浮顆粒的水、顯微鏡用載物片、顯微攝像頭、大屏幕投影電視。四、主要教學過程(一)引入新課讓學生觀察兩個演示實驗:1.把盛有二氧化氮的玻璃瓶與另一個玻璃瓶豎直方向對口相接觸,看到二氧化氮氣體從下面的瓶內逐漸擴展到上面瓶內。2.在一燒杯的凈水中,滴入一二滴紅墨水后,紅墨水在水中逐漸擴展開來。提問:上述兩個實驗屬于什么物理現(xiàn)象?這現(xiàn)象說明什么問題?在學生回答的基礎上總結:上述實驗是氣體、液體的擴散現(xiàn)象,擴散現(xiàn)象是一種熱現(xiàn)象。它說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動。而且擴散現(xiàn)象的快慢直接與溫度有關,溫度高,擴散現(xiàn)象加快。這些內容在初中物理中已經學習過了。(二)新課教學過程1.介紹布朗運動現(xiàn)象1827年英國植物學家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉,發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停地做無規(guī)則運動,后來把顆粒的這種無規(guī)則運動叫做布朗運動。不只是花粉,其他的物質如藤黃、墨汁中的炭粒,這些小微粒懸浮在水中都有布朗運動存在。介紹顯微鏡下如何觀察布朗運動。在載物玻璃上的凹槽內用滴管滴入幾滴有藤黃的水滴,將蓋玻璃蓋上,放在顯微鏡載物臺上,然后通過顯微鏡觀察,在視場中看到大大小小的許多顆粒,仔細觀察其中某一個很小的顆粒,會發(fā)現(xiàn)在不停地活動,很像是水中的小魚蟲的運動。將一臺顯微鏡放在講臺上,然后讓用顯微攝像頭拍攝布朗運動,經過電腦在大屏幕上顯示投影成像,讓全體學生觀察,最好教師用教鞭指一個顆粒在屏幕上的位置,以此點為參考點,讓學生看這顆微粒以后的一些時間內對參考點運動情況。讓學生看教科書上圖,圖上畫的幾個布朗顆粒運動的路線,指出這不是布朗微粒運動的軌跡,它只是每隔30s觀察到的位置的一些連線。實際上在這短短的30s內微粒運動也極不規(guī)則,絕不是直線運動。2.介紹布朗運動的幾個特點(1)連續(xù)觀察布朗運動,發(fā)現(xiàn)在多天甚至幾個月時間內,只要液體不干涸,就看不到這種運動停下來。這種布朗運動不分白天和黑夜,不分夏天和冬天(只要懸浮液不冰凍),永遠在運動著。所以說,這種布朗運動是永不停息的。(2)換不同種類懸浮顆粒,如花粉、藤黃、墨汁中的炭粒等都存在布朗運動,說明布朗運動不取決于顆粒本身。更換不同種類液體,都不存在布朗運動。(3)懸浮的顆粒越小,布朗運動越明顯。顆粒大了,布朗運動不明顯,甚至觀察不到運動。(4)布朗運動隨著溫度的升高而愈加激烈。3.分析、解釋布朗運動的原因(1)布朗運動不是由外界因素影響產生的,所謂外界因素的影響,是指存在溫度差、壓強差、液體振動等等。分層次地提問學生:若液體兩端有溫度差,液體是怎樣傳遞熱量的?液體中的懸浮顆粒將做定向移動,還是無規(guī)則運動?溫度差這樣的外界因素能產生布朗運動嗎?歸納總結學生回答,液體存在著溫度差時,液體依靠對流傳遞熱量,這樣懸浮顆粒將隨液體有定向移動。但布朗運動對不同顆粒運動情況不相同,因此液體的溫度差不可能產生布朗運動。又如液體的壓強差或振動等都只能使液體具有定向運動,懸浮在液體中的小顆粒的定向移動不是布朗運動。因此,推理得出外界因素的影響不是產生布朗運動的原因,只能是液體內部造成的。(2)布朗運動是懸浮在液體中的微小顆粒受到液體各個方向液體分子撞擊作用不平衡造成的。顯微鏡下看到的是固體的微小懸浮顆粒,液體分子是看不到的,因為液體分子太小。但液體中許許多多做無規(guī)則運動的分子不斷地撞擊微小懸浮顆粒,當微小顆粒足夠小時,它受到來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。如教科書上的插圖所示。在某一瞬間,微小顆粒在某個方向受到撞擊作用強,它就沿著這個方向運動。在下一瞬間,微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強,它又向著另一個方向運動。任一時刻微小顆粒所受的撞擊在某一方向上占優(yōu)勢只能是偶然的,這樣就引起了微粒的無規(guī)則的布朗運動。懸浮在液體中的顆粒越小,在某一瞬間跟它相撞擊的分子數(shù)越少。布朗運動微粒大小在10-6m數(shù)量級,液體分子大小在10-10m數(shù)量級,撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯,因此,布朗運動越明顯。懸浮在液體中的微粒越大,在某一瞬間跟它相撞擊的分子越多,撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越不明顯,以至可以認為撞擊作用互相平衡,因此布朗運動不明顯,甚至觀察不到。液體溫度越高,分子做無規(guī)則運動越激烈,撞擊微小顆粒的作用就越激烈,而且撞擊次數(shù)也加大,造成布朗運動越激烈。5.布朗運動的發(fā)現(xiàn)及原因分析的重要意義(1)結合上面的講解分析提問學生:布朗運動是懸浮在液體中的固體微粒分子的運動嗎?是液體分子無規(guī)則運動嗎?布朗微粒是被誰無規(guī)則撞擊而造成的?布朗運動間接地反映了誰的無規(guī)則運動?綜合學生回答
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