Урок Броун движ 10 кл
реклама
Урок физики в 10 классе Р. Фейнман «Если бы в результате какой-либо мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям перешла бы только одна фраза.., то какое утверждение принесло бы наибольшую информацию?» «Атомная гипотеза: все тела состоят из мельчайших частиц, которые хаотически движутся и взаимодействуют» Броуновское движение (фундаментальные эксперименты) В 1827 г. англ. ботаник Р.Броун обнаружил при помощи микроскопа хаотическое движение пыльцы растений, взвешенной в воде. Броуновское движение исследовали: Фр. физик А.Ж. Гюи; польский физик Бодашевский в 1881 г. - в газах. Роберт Броун 1773 – 1858 Правильно объяснили: спустя 50 лет бельгийский физик Карбонель; в 1911 г. - фр.физик Дюнуайе. Теория и эксперимент А. Эйнштейн 1879-1955 Эксперимент – как вдохновенье! Пусть в нем теорий ни крупицы, Зовет нас к новым размышленьям Природы новая страница. В 1905-1906 гг. была разработана теория броуновского движения А. Эйнштейном и М. Смолуховским В 1908 г. - экспериментальное подтверждение теории броуновского движения опыты фр.физика Ж. Перрена Жан Перрен 1870-1942 Исследование броуновского движения • Наблюдение • Гипотеза (предположения о влиянии различных факторов на движение частиц) • Проверка гипотез (эксперименты Броуна и других исследователей) • Принятие верной гипотезы и ее обоснование • Построение теории • Теоретическое объяснение экспериментальных (опытных) фактов • Подтверждение теории (эксперимент) Схема движения броуновской частицы Как движется броуновская частица? Беспорядочно (хаотично) Описывает сложные зигзагообразные траектории Непрерывно Интенсивность движения зависит от ее размеров … Броуновское движение – хаотическое движение мелких частиц твердого вещества, взвешенных в жидкости или газе Положения броуновской частицы - шариков гуммигута размером около 1 мкм. определены через 30 сек и соединены прямыми линиями. Одна клетка соответствует расстоянию 3 мкм. (опыты Ж.Перрена) Хаос и движение молекул Возможно ли выявление каких-то закономерностей в системах, где движение хаотично? Почему движется броуновская частица? Гипотезы Модель Изучение компьютерной модели Объяснение Теория А. Эйнштейна М. Смолуховского Применение • Теория броуновского движения нашла широкое применение не только для описания случайного движения частицы в жидкости, но и для решения целого ряда прикладных задач. • Этой теории подчиняются случайные тепловые колебания высокоточных механических и электрических измерительных устройств, таких, например, как крутильные весы и гальванометры. . Выводы • Причиной броуновского движения частиц является движение молекул среды, в которой частицы находятся. Удары молекул о частицу не компенсируют друг друга. • Броуновское движение, являясь следствием теплового движения молекул, никогда не может прекратиться, оно вечно. • Движение броуновской частицы беспорядочно, поскольку ее столкновения случайны. Однако при большом числе наблюдений это движение подчиняется статистическому закону: средний квадрат проекции перемещения прямо пропорционален времени движения. • Интенсивность броуновского движения растет с повышением температуры, а именно: средний квадрат проекции перемещения частицы прямо пропорционален температуре. Опыты Ж. Перрена «Блестящее определение числа атомов Перреном завершило триумф атомизма... Атом химиков стал теперь реальностью». Анри Пуанкаре В 1908 г. Жан Перрен провел количественные наблюдения за движением броуновских частиц под микроскопом, Используя теоретическую формулу и свои результаты, Перрен получил значение числа Авогадро: 6,8.1023. Кроме того, исследовал характер изменения концентрации частиц гуммигута в воде с высотой, экспериментально определил массу молекул, mgh kT 0 Распределение Л. Больцмана nn e Задание.
