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第一章 分子動理論的基本內容
第1節 分子動理論
新教材人教版 物理（高中選擇性必修第三冊）
第一課時
課堂引入
知識點：
1、理解物體是由大量分子組成的；
2、理解擴散現象，能解釋布朗運動。知道擴散現象在實際中的應用；
3、知道分子間存在間隙，明確分子間作用力的變化規律；
4、知道分子動理論的基本內容。
學習目標
思考與討論：暮春時節，金黃的油菜花鋪滿了原野。你有沒有想過，為什么能夠聞到這沁人心脾的香味呢
古希臘學者德謨克利特早就對此作出了解釋，他認為這是由于花的原子飄到了人們鼻子里。
這些“花的原子”究竟是怎么運動的 物質究竟是由什么組成的呢？
一、物體是由大量分子組成的
研究熱學運動性質和規律：分子、原子、或者離子這些組成物體的微粒統稱為分子。
研究化學性質：組成物質的微粒是分子、原子、或者離子。
我國科學家用掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子的排布圖，圖中的每個亮斑都是一個碳原子。
掃描隧道顯微鏡
石墨表面原子的排布圖
掃瞄隧道顯微鏡下的硅片表面原子的圖像
一般分子直徑的數量級都是10-10m、質量的數量級為10-26kg。
（1）固體、液體
球形模型
d
d
d
d
在計算固體和液體分子大小時，看成一個近似的物理模型，一般可把分子看成是一個小球，小球緊密排列在一起（忽略小球間的空隙）。則：
分子的直徑
1. 分子模型的建立
一、物體是由大量分子組成的
（2）氣體
立方體模型
氣體分子間的平均距離
d
d
d
立方體模型：在計算氣體分子大小時，把每個分子和其占有的空間當作一個小立方體，氣體分子位于每個立方體的中心，這個小立方體的邊長等于分子間的平均距離.即：
一、物體是由大量分子組成的
3．阿伏加德羅常數是聯系微觀世界和宏觀世界的橋梁．
宏觀量
物質的摩爾質量M
物質的體積V
物質的摩爾體積Vmol
物質的密度ρ
物質的量（摩爾數）n
物質的質量m
微觀量
單分子質量m0
單分子體積V0
分子的直徑d
一、物體是由大量分子組成的
分子的數目N
2．阿伏加德羅常數NA：1摩爾（mol）任何物質所含的微粒數叫做阿伏加德羅常數.
4. 有關計算：
（2）分子的體積 v0
（1）分子質量m0：
一、物體是由大量分子組成的
（3）單位質量所含分子數：
（4）單位體積所含分子數：
適用于固體、液體和氣體
適用于固體、液體；氣體V0表示每個氣體分子所占據的活動空間的體積！
適用于固體、液體和氣體
適用于固體、液體和氣體
（5）氣體分子間的平均距離：
（6）固體、液體分子直徑：
二、分子熱運動
1、定義：不同物質相互接觸時能夠彼此進入對方的現象叫做擴散。
引起擴散的原因：是物質分子的無規則運動產生的。
醬油的色素分子擴散到蛋清中
擴散特點
①物質處于氣態、液液、固態都能夠發生擴散現象。
②溫度越高，擴散現象越明顯。
③濃度大處向濃度小處擴散，且受“已進入對方”的分子濃度的限制，當進入對方的分子濃度較低時，擴散現象較為明顯。
直接證明組成物質的分子在不停地運動著。
擴散意義：
擴散應用：
在純凈半導體材料中摻入其他元素。
二、分子熱運動
2、布朗運動
1827年，英國的一位植物學家布朗用顯微鏡觀察植物的花粉微粒懸浮在靜止水面上的形態時，卻驚奇地發現這些花粉微粒都在不停地的運動中，布朗發現了花粉微粒在水中的這種運動后，人們對運動的產生原因進行了種種猜測。一顆小小的花粉顆粒，頓時掀起了一場軒然大波，面對植物學家的發現，當時的所有物理學家們顯得束手無策，無法解釋這一奇怪現象.整整過了半個世紀，直到1905年愛因斯坦和波蘭物理學家佩蘭發表了他們對布朗運動的理論研究結果，對布朗運動做出了理論上解釋.
思考與討論
①.花粉微粒在顯微鏡下的運動有規律嗎？
無規則運動
②.花粉微粒的大小對運動是否有影響？
與微粒大小有關，越小越明顯。
二、分子熱運動
③.圖中折線是否為花粉微粒的運動軌跡？
不是運動軌跡
④.這些折線反映了微粒的運動什么特點？
無規則的特點
⑤.你能預測微粒下一時刻的運動到的位置嗎？
不能
三顆微粒每隔30秒位置的連線圖
（1）定義：懸浮微粒的無規則運動。
（2）布朗運動是顆粒運動，不是分子運動，但布朗顆粒的無規則性運動間接反映了（液體）分子無規則的運動。
顆粒小
溫度高
瞬間與微粒撞擊的分子數越少
撞擊作用的的不平衡性越明顯
液體分子運動越激烈
布朗運動越明顯
對布朗微粒撞擊頻率和強度越高
（3）影響布朗運動的因素
二、分子熱運動
3、熱運動：分子永不停息的無規則運動叫作熱運動。
①布朗運動是熱運動的宏觀體現，熱運動是布朗運動的微觀本質.
②布朗運動是熱運動的間接反映，擴散現象是熱運動的直接反映.
溫度越高，熱運動越激烈
特點：
永不停息
無規則
第一章 分子動理論的基本內容
第1節 分子動理論
新教材人教版 物理（高中選擇性必修第三冊）
第二課時
三、分子間的作用力
氣體容易被壓縮
酒精和水混合后體積變小
熱脹冷縮、鉛合金的擴散現象
1、分子間有空隙
2、分子之間存在著相互作用力
引力作用
斥力作用
分子是由原子組成的.原子內部有帶正電的原子核和帶負電的電子.兩原子的電子與電子間，原子核與原子核間存在斥力；兩原子中的電子與原子核間存在引力，故分子間作用力是電子、原子核間的庫侖力（電磁力）的總體體現.
物體很難被拉伸
大量分子能聚在一起形成液體或固體而不離散成一群獨立的單個分子.
物體很難被壓縮
分子間有引力，分子卻沒有緊緊吸在一起而還有空隙.
⑴分子間引力和斥力隨分子間距的變化曲線
②分子間的引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小， 但斥力比引力變化更 快 。
①分子間的引力和斥力同時存在
三、分子間的作用力
分子間引力和斥力的變化規律
實際表現出來的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）。
本質：分子間作用力是帶正電的原子核和帶負電的電子的相互作用引起的。
⑵分子力隨分子間距的變化規律
三、分子間的作用力
分子間引力和斥力的變化規律
①當r=r0=10-10m時，F引＝F斥，分子力F分＝0，分子處于平衡狀態。
②當r＞r0時，F斥＜F引，分子力表現為引力。隨r 的增加，分子力先增大后減小。
③當r＜r0時，F斥＞F引，分子力表現為斥力。隨r的減小，分子力增大。
④當r＞10r0（10-9m）時，分子力等于0。（分子力是短程力）
2.分子動理論的內容：
①物體是由大量分子組成的
②分子在做永不停息的無規則熱運動
③分子間存在著相互作用力
1.從總體來看，大量分子的運動卻有一定的規律，這種規律叫做統計規律。
物體是由大量分子組成，這些分子沒有統一運動步調，對于單個的分子而言，分子運動方向和速率大小都具有偶然性，但是對于大量的分子卻表現出規律性。這種由大量偶然事件的整體表現出來的規律，叫做統計規律。如本章第3節我們將研究分子運動速率的分布規律（統計規律）。
四、分子動理論
在熱學研究中常常以這樣的基本圖像為出發點，把物質的熱學性質和規律看做微觀粒子熱運動的宏觀表現。這樣建立的理論是一種微觀統計理論，叫做分子動理論.
熱現象的宏觀理論——研究熱現象一般規律，不涉及熱現象微觀解釋(熱力學)
熱現象的微觀理論——從分子動理論的角度來研究宏觀熱現象的規律(統計物理學)
五、課堂小結

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