7.1物体是由大量分子组成的-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-3）

热 学 选修3-3 出水好冷 冰袋降温 雪人不熔变小 天冷呼“白气” 前面我们学完了力学、电学。同样，我们时时刻刻感受着人间的冷与暖。 与温度有关的现象叫热现象。研究热现象遵循的规律的学科叫热学。 热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求…….(这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。 ——王竹溪 王竹溪(1911.6.7-1983.1.30)，名治淇，字竹溪，以字行，湖北省公安县人，中国科学院院士、北大教授、物理学家、教育家、中国热力学统计物理研究开拓者。王竹溪主要从事理论物理特别是热力学、统计物理学、数学物理等方面的研究。 热学简介 1、以大量观察和实验得出的规律为基础，根据能量转化观点来研究热现象-----建立热学宏观理论（热力学） 2、以物质结构为基础，即从组成物质的粒子的运动和它们的相互作用出发，借助微观模型，应用统计方法-----建立起热学微观理论（统计物理） 热现象往往缘于物质的内部结构。因此，研究物质的内部结构有着非常重要的意义。 物质内部由谁组成？ §7.1 物体是由大量分子组成的 公元前5世纪，古希腊哲学家留基波和他的学生争论，把一块金子切成两半，这样继续下去，能分割到什么程度？ 我国古代有这样一种说法：“一尺之椎，日取一半，万世不竭”。说明了什么道理？ 想一想 暮春时节，金黄的油菜花铺满原野，你有没有想过，为什么能够闻到沁人心脾的香味呢？ 德谟克利特 (约公元前460～公元前370） 德谟克利特，古希腊伟大的唯物主义哲学家，率先提出原子论（万物由原子构成）【他在哲学、逻辑学、物理、数学、天文、动植物、医学、心理学、伦理学、教育学、修辞学、军事、艺术等方面都有所建树 ,古希腊杰出的全才，在古希腊思想史上占有很重要的地位。】 万物的本原是原子和虚空。原子是不可再分的物质微粒，虚空是原子运动的场所。人们的认识是从事物中流射出来的原子形成的“影像”作用于人们的感官与心灵而产生的。 古希腊哲学家德谟克利特早就对此做出了解释，他认为是由于花的原子飘到了人们鼻子里。 现代科技与理论证实 原子 原子核 核外电子 质子 中子 不同状态下的粒子 金属---原子 盐类---离子 有机物---分子 在热学中统称为分子 热学中所说的分子与化学中所说的分子不同： 化学中讲的分子是：具有各种物质的化学性质的最小微粒。 实际上构成物质的单元是多种多样的，或是原子（如金属）或是离子（盐类）或是分子（如有机物）。 在热学中，由于原子、离子、分子这些微粒做热运动时遵从相同的规律，通常统称为分子。 物理学中的分子包括原子、离子和分子。 固体物质的分子 液体物质的分子 气体物质的分子 物理学中的分子包括原子、分子和离子。 这几幅图片是固体液体、气体分子的结构模型 初中时我们已经大致学习过分子动理论的相关观点 分子动理论 分子动理论的基本观点 ①物质是由大量分子组成的 ②分子永不停息地做无规则运动 ③分子之间存在着相互作用力 在物理热学中，由于原子、离子或分子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子 组成物质的分子是很小的，不但用肉眼不能直接看到它们，就是用光学显微镜也看不到它们。 那怎么才能看到分子呢？ 1982年用扫描隧道显微镜（能放大几亿倍！）,人类才观测到物质表面原子的排列。 一、分子的大小 德国宾尼希和瑞士罗雷尔共获1986年诺贝尔物理学奖 一片叶子 分子的大小 放大6倍 放大700倍 放大4000倍 放大20000倍 放大50000000倍 扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子排布图 图中每一个亮斑都是一个碳原子 扫描隧道显微镜 放大上亿倍的蛋白质分子结构模型 利用纳米技术把铁原子排成“师”字 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像 除了使用扫描隧道显微镜我们能不能用比较简便的方法估测分子的直径？ （除少数有机物大分子,一般分子直径的数量级是10-10m，一般分子的质量的数量级为10-26kg） 我们头发的直径约是900nm。 钨原子 水分子 氢分子 1、分子直径数量级 10-10m （1nm=10-9m） 分子的数量级很小，说明分子很小 想一想 2．分子大小的估测——单分子油膜法（简称油膜法） 单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径 水 油酸分子 d 在用油膜法测定分子的直径时，实际上做了理想化处理。 ②把分子看成