微粒的运动实验 课件

布朗运动定义悬浮微粒不停地做无规则运动的现象叫做布朗运动例如，在显微镜下观察悬浮在水中的藤黄粉、花粉微粒，或在无风情形观察空气中的烟粒、尘埃时都会看到这种运动。

温度越高，运动越激烈。

它是1827年植物学家R.布朗首先发现的。

作布朗运动的粒子非常微小，直径约1~10纳米，在周围液体或气体分子的碰撞下，产生一种涨落不定的净作用力，导致微粒的布朗运动。

如果布朗粒子相互碰撞的机会很少，可以看成是巨大分子组成的理想气体，则在重力场中达到热平衡后，其数密度按高度的分布应遵循玻耳兹曼分布。

J.B.佩兰的实验证实了这一点，并由此相当精确地测定了阿伏伽德罗常量及一系列与微粒有关的数据。

1905年A.爱因斯坦根据扩散方程建立了布朗运动的统计理论。

布朗运动的发现、实验研究和理论分析间接地证实了分子的无规则热运动，对于气体动理论的建立以及确认物质结构的原子性具有重要意义，并且推动统计物理学特别是涨落理论的发展。

由于布朗运动代表一种随机涨落现象，它的理论对于仪表测量精度限制的研究以及高倍放大电讯电路中背景噪声的研究等有广泛应用。

这是1826年英国植物学家布朗（1773-1858）用显微镜观察悬浮在水中的花粉时发现的。

后来把悬浮微粒的这种运动叫做布朗运动。

不只是花粉和小炭粒，对于液体中各种不同的悬浮微粒，都可以观察到布朗运动[1]。

那么，布朗运动是怎么产生的呢？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的运动，不断地抓高年级微粒。

悬浮的微粒足够小时，受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。

在某一瞬间，微粒在另一个方向受到的撞击作用强，致使微粒又向其它方向运动。

这样，就引起了微粒的无规则的布朗运动。

1827年，苏格兰植物学家R·布朗发现水中的花粉及其它悬浮的微小颗粒不停地作不规则的曲线运动，称为布朗运动。

人们长期都不知道其中的原理。

50年后，J·德耳索提出这些微小颗粒是受到周围分子的不平衡的碰撞而导致的运动。

沪教版九年级化学上册第三章物质构成的奥秘§3.1 学生实验——探究微粒的不断运动丰县广宇中英文学校汤月梅尊敬的各位领导，专家、老师，丰县广宇中英文学校汤月梅向您问好。

今天我们探究的题目是沪教版九年级化学上册第三章物质构成的奥秘：学生实验——探究微粒的不断运动。

下面就本节课我的设计思路给大家展示一下：（1）微粒是我们无法用肉眼直接观察到的，我想通过氨水挥发使无色酚酞变红的实验，直观说明微粒在不断运动，从而把抽象问题形象化，也突破了难点。

通过实验也激发了学生学习的热情。

根据氨水具有碱性可以使无色的酚酞变红色，浓氨水具有挥发性，在棉线上等距离系几朵白色纸花，将白色纸花用无色酚酞润湿后，放入塑料瓶中，盖上瓶盖。

在瓶底用注射器加入适量浓氨水，观察现象。

（2）总结微粒的特征：微粒在不断运动（3）解释生活现象，如：遥知不是雪，为有暗香来（4）思考：湿衣服是在阳光下还是在阴凉处容易晾干（5）总结：温度越高运动越快一、说教材本节课微粒运动现象实验是九年级化学《分子和原子》课题中的一个重要实验，通过本实验，让学生对微粒的运动有一个直观、形象的认识，培养学生全面分析，逻辑推理和综合归纳能力从而更好的激发学生学习化学的热情。

二、教学目标（1）知识与技能目标：主要是要求学生认识微粒不断运动的性质，并且学会运用微粒运动的性质解释解决一些化学现象和问题.（2）过程与方法目标：1、通过实验，培养学生的实验操作能力以及观察能力。

2、培养学生全面分析，逻辑推理和综合归纳能力。

（3）情感态度与价值观：主要是让学生树立透过现象认识事物本质的辩证唯物主义观点，体验科学发现真理的途径和方法。

（4）教学重难点探究微粒的不断运动，并用这一性质解释生活现象三、说教法根据教学目标的要求，教材和学生的特点，本节课，我主要采用分组实验法，讲授与讨论，谈话与交流相结合等方法。

充分利用实验教具，让学生动手实验，通过实验，思考，分析，讨论和交流，逐步建立微粒运动的观点，解释生活现象。

标准布朗运动布朗运动是指微观粒子在液体或气体中因受到分子碰撞而呈现出的无规则运动。

在标准布朗运动中，微粒的位移随时间的增加呈现出均方根位移与时间成正比的关系，即随机游走的性质。

这一现象最早由英国植物学家罗伯特·布朗在1827年观察到，随后由爱因斯坦在1905年用统计力学的方法进行了解释，成为了证明原子存在的重要实验证据之一。

在标准布朗运动中，微粒在液体或气体中受到来自周围分子的不断撞击，这些碰撞力的方向和大小是随机的，因此微粒的运动轨迹也是无规则的。

根据统计力学的理论，可以得出微粒的均方根位移与时间的关系为：⟨x^2⟨ = 2Dt。

其中⟨x^2⟨表示微粒的均方根位移，D为扩散系数，t为时间。

这个关系式表明，微粒的位移随时间的增加呈现出线性增长的趋势，这也是布朗运动的一个重要特征。

布朗运动的研究不仅对于理解微观粒子在流体中的运动行为具有重要意义，还在许多领域有着广泛的应用。

例如，在纳米技术领域，研究布朗运动可以帮助科学家们更好地理解纳米粒子在流体中的扩散行为，从而指导纳米材料的设计和制备。

此外，在生物学和医学领域，布朗运动也被用来研究细胞内的分子扩散和运动规律，为疾病诊断和药物传递等方面的研究提供了重要参考。

除此之外，布朗运动还被广泛应用于金融领域的随机漫步模型中。

随机漫步模型是描述金融资产价格变动的一种数学模型，它假设资产价格的变动是由一系列随机事件所引起的，而这些随机事件的性质与布朗运动的性质相似。

通过对布朗运动的研究，可以更好地理解金融市场中资产价格的波动规律，为投资决策提供理论支持。

总之，布朗运动作为一种无规则的微观粒子运动现象，不仅具有重要的理论意义，还在纳米技术、生物学、医学和金融等领域有着广泛的应用价值。

通过对布朗运动的深入研究，我们可以更好地理解自然界中微观粒子的运动规律，为科学研究和实际应用提供重要的支持。

一、实验目的1. 了解空气微粒的运动规律。

2. 探究温度对空气微粒运动的影响。

3. 通过观察实验现象，分析空气微粒的运动特征。

二、实验原理空气微粒（如尘埃、花粉等）在空气中永不停息地做无规则运动，其运动速度与温度成正比。

构成物质的微粒间具有间隙，气体间隙最大。

温度越高，微粒运动速度越快，微粒间空隙就越大，物质的体积膨胀。

三、实验材料1. 烧瓶（或试管）2. 导管3. 水槽4. 酒精灯5. 酚酞试液6. 烧杯7. 温度计四、实验步骤1. 在烧瓶中盛少量水，滴入2～3滴酚酞试液，观察酚酞试液显色情况。

2. 用酒精灯加热烧瓶，观察酚酞试液的颜色变化。

3. 用导管将烧瓶与水槽相连，观察气泡产生情况。

4. 松开手，观察导管内液柱形成情况。

5. 记录实验现象，分析空气微粒的运动特征。

五、实验现象1. 在室温下，酚酞试液显无色。

2. 加热烧瓶后，酚酞试液变为红色。

3. 加热烧瓶时，导管内有气泡产生。

4. 松开手后，导管内形成一段液柱。

六、实验结论1. 酚酞试液在室温下显无色，加热后变为红色，说明温度对酚酞试液的显色有影响。

2. 加热烧瓶时，导管内有气泡产生，说明空气微粒在膨胀过程中运动速度加快。

3. 松开手后，导管内形成一段液柱，说明空气微粒在收缩过程中运动速度减慢。

4. 温度越高，空气微粒运动速度越快，微粒间空隙就越大，物质的体积膨胀；反之，温度越低，空气微粒运动速度越慢，微粒间空隙就越小，物质的体积收缩。

七、实验分析1. 酚酞试液的颜色变化与温度有关，说明温度对酚酞试液的显色有影响。

2. 空气微粒在膨胀与收缩过程中，其运动速度与温度成正比，符合实验原理。

3. 导管内液柱的形成说明空气微粒在收缩过程中运动速度减慢，微粒间空隙变小。

4. 本实验通过观察酚酞试液的颜色变化、气泡产生和液柱形成等实验现象，验证了空气微粒的运动规律。

八、实验总结本次实验成功探究了空气微粒的运动规律，通过观察实验现象，分析了空气微粒的运动特征。