人教版高中物理选择性必修第三册全册教学课件.pptx

人教版高中物理选择性必修第三册全册教学课件

第一章分子动理论

金黄的油菜花铺满了原野，微风拂过，飘来阵阵花香。你有没有想过，为什么能够闻到这沁人心脾的香味呢?古希腊学者德谟克利特早就对此作出了解释，他认为这是由于花的原子飘到了人们鼻子里。德谟克利特认为“只有原子和虚空是真实的”。

这些“花的原子”究竟是怎么运动的?经过很长一段探索历程之后，人们逐渐认识到，这种运动也是自然界中普遍存在的一种运动形式热运动。热学就是研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分!

1.1分子动理论的基本内容

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?物体是由大量分子组成的我们在初中已经学过，物体是由大量分子组成的。需要指出的是：在研究物质的化学性质时，我们认为组成物质的微粒是分子、原子或者离子。但是，在研究物体的热运动性质和规律时，不必区分它们在化学变化中所起的不同作用，而把组成物体的微粒统称为分子。

我们知道，1mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。这足以表明，组成物体的分子是大量的。人们用肉眼无法直接看到分子，就是用高倍的光学显微镜也看不到，直至1982年，人们研制了能放大几亿倍的扫描隧道显微镜，才观察到物质表面原子的排列。图1.1-1是我国科学家用扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面的原子，图中每个亮斑都是一个碳原子。

?分子热运动从许多实验和生活现象中我们都会发现，不同种物质能够彼此进入对方。在物理学中，人们把这类现象叫作扩散(diffusion)。扩散扩散现象并不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。

例如，图1.1-2中酱油的色素分子扩散到了鸡蛋清内。扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一。

固体、液体、气体都存在这样的现象。

扩散现象在科学技术中有很多应用。例如，在生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素。这一过程可以在高温条件下通过分子的扩散来完成。

典例探究例题1：下列四种现象中属于扩散现象的有()A．雨后的天空中悬浮着很多的小水滴B．海绵吸水C．在一杯吸水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D．把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发现墙中有煤CD

布朗运动19世纪初，一些人观察到，悬浮在液体中的小颗粒总在不停地运动。1827年，英国植物学家布朗首先在显微镜下研究了这种运动。布朗运动：悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动。

课外拓展1827年，英国的一位植物学家布朗用显微镜观察植物的花粉微粒悬浮在静止水面上的形态时，却惊奇地发现这些花粉微粒都在不停地的运动中，布朗发现了花粉微粒在水中的这种运动后，人们对运动的产生原因进行了种种猜测。一颗小小的花粉颗粒，顿时掀起了一场轩然大波，面对植物学家的发现，当时的所有物理学家们显得束手无策，无法解释这一奇怪现象。整整过了半个世纪，直到1905年爱因斯坦和波兰物理学家佩兰发表了他们对布朗运动的理论研究结果，对布朗运动做出了理论上解释。

下面我们做一个类似的实验。

从实验结果可以看出，小炭粒的运动是无规则的，温度越高，小炭粒的运动越明显。三颗微粒每隔30秒位置的连线图现象：微粒在做无规则运动。

如果在显微镜下追踪一颗小炭粒的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，便可以得到一条类似于图1.1-4中某一颗微粒运动的位置连线。这表明微粒的运动是无规则的。实际上，就是在30s内，微粒的运动也是极不规则的。

当时布朗观察的是悬浮在水中的花粉微粒。他起初认为，微粒的运动不是外界因素引起的，而是其自发的运动。是不是因为植物有生命才产生了这样的运动?布朗用当时保存了上百年的植物标本，取其微粒进行实验，他还用了一些没有生命的无机物粉末进行实验。结果是，不管哪一种微粒，只要足够小，就会发生这种运动；微粒越小，运动就越明显。这说明微粒的运动不是生命现象。后人把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动(Brownianmotion)。

因为花粉微粒在各个瞬间受到较强撞击的方向是无规则的，所以花粉微粒的运动是无规则的。微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不易平衡布朗运动越明显。

如图1.1-5，在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上是由许许多多分子组成的，液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒。在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。

思考：为什么花粉微粒的运动是无规则的？(2)不同瞬间、不同方向的撞击作用的强弱不同→无规则性运动(1)撞击力不平衡→运动状态改变

思考：为什么微粒越小，布朗运动越明显？颗粒小，瞬间与微粒撞击的分子数越少，