1、分子的热运动分子的热运动一、引入：一、引入：我们已经知道了物质是由大量我们已经知道了物质是由大量的极其微的极其微小的小的分子组成的观点，那么，这些大量分子分子组成的观点，那么，这些大量分子都处于一个什么样的状态呢？本节课我们就都处于一个什么样的状态呢？本节课我们就借助发生在身边的事实，通过逻辑推理借助发生在身边的事实，通过逻辑推理来探来探究这个问题。究这个问题。实实 验：验：思考思考1：上述两个实验属于什么物理现象？上述两个实验属于什么物理现象？实验要求：实验要求：1.1.认真观察实验的现象归纳现象特点认真观察实验的现象归纳现象特点 深入思考现象背后隐藏的本质规律深入思考现象背后隐藏的本质规律
2、 2.2.在学案上，记录观察到的实验现象在学案上，记录观察到的实验现象二、扩散现象：二、扩散现象：（1 1）定义）定义：不同物质相互接触时彼此进入对方的现：不同物质相互接触时彼此进入对方的现 象叫做象叫做扩散扩散 扩散在扩散在气体、气体、液体、固体液体、固体间间都能都能 。气、液、固体三种物态的扩散速度依次减慢气、液、固体三种物态的扩散速度依次减慢(2)(2)扩散现象的扩散现象的几个特点：几个特点：若没空间限制：永远进行。若没空间限制：永远进行。扩散现象的趋势：两种物质均匀混合。扩散现象的趋势：两种物质均匀混合。温度温度越高，扩散现象越快越高，扩散现象越快两物质确定的前提两物质确定的前提下，扩
3、散速度还与下，扩散速度还与什么因素有关？什么因素有关？发生发生 实实 验：验：思考思考2：扩散现象扩散现象 （3 3）扩散现象揭示：）扩散现象揭示：组成物质的分子在做组成物质的分子在做永不停息永不停息的的无规则运动。无规则运动。温度越高，分子运动越激烈。温度越高，分子运动越激烈。（4 4）扩散现象的应用：）扩散现象的应用：生活中：腌制咸菜、喷洒香水等。生活中：腌制咸菜、喷洒香水等。在科学技术中：半导体器件的制作、透析等。在科学技术中：半导体器件的制作、透析等。是不是外界因素造成的是不是外界因素造成的?比方说比方说:对流、重力等。对流、重力等。说明了什么问题？说明了什么问题？1919世纪初，一些
4、人观察到，悬浮世纪初，一些人观察到，悬浮在液体中的固体小颗粒总在不停在液体中的固体小颗粒总在不停的运动。的运动。18271827年英国植物学家布年英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运朗首先在显微镜下研究了这种运动，下面我们做一个类似的实验。动，下面我们做一个类似的实验。三、布朗运动三、布朗运动实实 验验（1 1）现象：）现象：三、布朗运动三、布朗运动 （2）定义：后人把定义：后人把悬浮颗粒悬浮颗粒的这种的这种无规则运动无规则运动 叫做叫做布朗运动布朗运动。悬浮颗粒在悬浮颗粒在不停不停的的做无规则运动做无规则运动。（3）布朗运动的特点：）布朗运动的特点：无规则无规则永不停息性永不停息性颗粒
5、越小，运动越明显颗粒越小，运动越明显液体温度越高，运动越明显液体温度越高，运动越明显疑问疑问1 1：这种运动最早是由英国植物学家布朗用显微镜观这种运动最早是由英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的那么，布朗运动是不察悬浮在水中的花粉微粒时发现的那么，布朗运动是不是生命现象？是生命现象？思考思考3：布朗运动是怎样产生的？布朗运动是怎样产生的？只要颗粒足够小，任何颗粒都能发生。只要颗粒足够小，任何颗粒都能发生。疑问疑问2.2.布朗运动是不是由外界因素影响产生的，如对流、布朗运动是不是由外界因素影响产生的，如对流、振动等。振动等。为什么？为什么？右图是物理学家佩兰描绘的右图是物理学
6、家佩兰描绘的三颗微粒同时运动位置每隔三颗微粒同时运动位置每隔30s30s的连线。根据这个事实，的连线。根据这个事实，你能否定布朗运动是由外界你能否定布朗运动是由外界因素造成的吗？比如对流、因素造成的吗？比如对流、振动等。振动等。液体存在对流或振动时，悬浮颗粒将随液体发生液体存在对流或振动时，悬浮颗粒将随液体发生定定向移动向移动。产生布朗运动的原因，。产生布朗运动的原因，只能是液体内部造成的。只能是液体内部造成的。布朗运动是怎样布朗运动是怎样产生的？产生的？试着从力和运动关系的角度解释：试着从力和运动关系的角度解释：颗粒运动无规则颗粒运动无规则受力无规则受力无规则受力来自颗粒外受力来自颗粒外颗粒
7、和液体接触颗粒和液体接触液体对颗粒施加了无规则的力液体对颗粒施加了无规则的力液体分子运动不规则，对颗粒撞击不规则？液体分子运动不规则，对颗粒撞击不规则？（4）布朗运动产生的原因：）布朗运动产生的原因：三、布朗运动三、布朗运动 颗粒足够小时，大量做不停息无规则运动的颗粒足够小时，大量做不停息无规则运动的液体分子对颗粒液体分子对颗粒各个方向撞击的不平衡各个方向撞击的不平衡造成的。造成的。（5）布朗运动的意义：）布朗运动的意义：布朗运动本身不是分子的运动，但布朗运动本身不是分子的运动，但微粒运微粒运动的无规则性，动的无规则性，间接间接反映了液体分子反映了液体分子运动的运动的无无规则规则性性 如果悬浮
8、颗粒越小，布朗运动的现象会越明显如果悬浮颗粒越小，布朗运动的现象会越明显还是越不明显？试用分子的运动做出微观解释还是越不明显？试用分子的运动做出微观解释。颗粒越小颗粒越小某一瞬间跟它相撞的某一瞬间跟它相撞的液体分子数目越少液体分子数目越少撞击的不平撞击的不平衡性越明显衡性越明显颗粒越大颗粒越大同时跟它撞击同时跟它撞击的分子数多的分子数多各个方向的撞击各个方向的撞击作用接近平衡作用接近平衡质量大，惯性大质量大，惯性大运动状态难改变运动状态难改变质量小，惯性小质量小，惯性小运动状态易改变运动状态易改变 思考思考4：思考思考5：为什么液体温度越高，布朗运动越激烈？试用为什么液体温度越高，布朗运动越激
9、烈？试用分子的运动做出微观解释分子的运动做出微观解释。液体温度越高，分子无规则运动的越液体温度越高，分子无规则运动的越剧烈，对悬浮颗粒撞击的频率和强度越剧烈，对悬浮颗粒撞击的频率和强度越高，微粒无规则运动的越剧烈。高，微粒无规则运动的越剧烈。布朗运动与扩散现象的区别与联系：布朗运动与扩散现象的区别与联系：（1 1）不同点：）不同点：发生扩散的对象是发生扩散的对象是分子。分子。进行布朗运动的对象是悬浮在液体中进行布朗运动的对象是悬浮在液体中固体颗粒固体颗粒。（2 2）相同点：）相同点：都反映了分子在做都反映了分子在做永不停息的无规则运动永不停息的无规则运动。扩散与布朗运动的明显程度都与扩散与布朗
10、运动的明显程度都与温度温度有关系。有关系。归纳与总结归纳与总结：1.1.定义：分子的无规则运动与温度有关，温度越高，定义：分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈。所以分子无规则运动越激烈。所以把分子永不停息的无把分子永不停息的无规则运动叫做热运动规则运动叫做热运动。2.2.分子热运动的特点：分子热运动的特点：（1 1）永不停息永不停息：分子的运动无条件的永远地进行。：分子的运动无条件的永远地进行。（2 2）无规则无规则 ：因为分子间的碰撞频繁，分子热运：因为分子间的碰撞频繁，分子热运 动的速度大小和方向都在不断变化。动的速度大小和方向都在不断变化。（3 3）温度越高，分子运
11、动越激烈。温度越高，分子运动越激烈。四、热运动四、热运动1、请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：、请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈。温度越高，分子运动越激烈。五、问题与练习五、问题与练习2、以下关于布朗运动的说法是否正确？说明道理。、以下关于布朗运动的说法是否正确？说明道理。（1 1）布朗运动就是分子的无规则运动。）布朗运动就是分子的无规则运动。（2 2）布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做）布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。无规则运动。（3 3）一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的）一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这
12、说明温度越高布朗运动越激烈。胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈。（4 4）在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布）在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动。五、问题与练习五、问题与练习3.小张在显微镜下观察水中悬浮的细微小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时粉笔末的运动。他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上（如图）于是间的位置记录在坐标纸上（如图）于是得出结论：固体小颗粒的无规则运动证得出结论：固体小颗粒的无规则运动证明水分子的运动是无规则的。小李不同明水分子的运动是无规则的。小李
13、不同意小张的结论，他认为：意小张的结论，他认为：“小颗粒沿着小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的，否则小颗粒怎么会内的运动是规则的，否则小颗粒怎么会沿直线运动？沿直线运动？”对此，请说说你的看法。对此，请说说你的看法。五、问题与练习五、问题与练习六、小结六、小结一、扩散现象一、扩散现象1.1.是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的直接是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的直接反映。反映。2.2.应用：半导体器件的制作。应用：半导体器件的制作。二、布朗运动二、布朗运动1.1.定义：悬浮颗粒的永不停息的无规则运动定义：悬浮颗
14、粒的永不停息的无规则运动2.2.产生条件和原因：足够小的悬浮颗粒；液体分子无规则运动产生条件和原因：足够小的悬浮颗粒；液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不平衡性造成的。对固体微小颗粒各个方向撞击的不平衡性造成的。3.3.特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。温度越高，布朗运动越明显。4.4.意义：间接地证实了液体分子的无规则运动。意义：间接地证实了液体分子的无规则运动。三、热运动三、热运动1.1.定义：分子永不停息的无规则运动定义：分子永不停息的无规则运动2.2.宏观表现：布朗运动、扩散
15、现象宏观表现：布朗运动、扩散现象3.3.特点特点:温度越高，分子运动越激烈温度越高，分子运动越激烈七、作业七、作业1.1.课下完成学案上的练习题。课下完成学案上的练习题。2.2.课外延伸：布朗运动的应用课外延伸：布朗运动的应用 摘要摘要:布朗运动原理及其扩展形式已经广泛应用布朗运动原理及其扩展形式已经广泛应用到数学、生物学甚至金融学中。比如近些年来，分到数学、生物学甚至金融学中。比如近些年来，分数型布朗运动作为布朗运动的扩展形式已经引起越数型布朗运动作为布朗运动的扩展形式已经引起越来越多人们的关注，它的应用也涉及到各个方面，来越多人们的关注，它的应用也涉及到各个方面，特别是应用到海河的污染物的扩散和传播特别是应用到海河的污染物的扩散和传播 摘要摘要:布朗运动原理及其扩展形式已经广泛布朗运动原理及其扩展形式已经广泛应用到数学、生物学甚至金融学中。比如近些应用到数学、生物学甚至金融学中。比如近些年来，分数型布朗运动作为布朗运动的扩展形年来，分数型布朗运动作为布朗运动的扩展形式已经引起越来越多人们的关注，它的应用也式已经引起越来越多人们的关注，它的应用也涉及到各个方面，特别是应用到海河的污染物涉及到各个方面，特别是应用到海河的污染物的扩散和传播的扩散和传播（5 5）布朗运动的应用）布朗运动的应用（课外延伸）（课外延伸）
