10.3 分子运动速率分布的统计规律 课件-2025-2026学年高二下学期物理沪科版（2019）选择性必修第三册

基础教育精品课 3.分子运动速率分布的统计规律（第一课时） 问题：抛硬币时得到的是正面还是反面呢？ 一个 大量 一个，随机，无法预测； 大量，正反面概率各约50% 随机事件和概率 单一 不确定性 大量 稳定规律 统计规律 伽尔顿板 铁钉 入口 竖直狭槽 问题：从入口一个一个释放小球，会落入下面哪个狭槽呢？ 释放一个小球，落入哪个 狭槽是偶然的、随机的。 从入口释放大量小球，落入狭槽后，有什么规律吗？ 大量小球落入狭槽，呈现 “中间多，两头少” 中间多，两头少 为什么大量小球下落，每次都会形成这样的分布规律呢？ 单一 力的运动的关系 不确定性 大量 概率的分析 稳定规律 1.统计规律：大量随机事件的整体表现所显示的规律性。 2.“伽尔顿板”实验的启示：统计思想 单个分子 无规则 大量分子 有规律 统计规律？ 模型建构 理论推导 《气体动力理论的说明》 麦克斯韦 玻尔兹曼 麦克斯韦气体速率分布函数 气体分子的能量状态分布函数 相互印证 理论推导 测定气体分子速率分布 史特恩 第一次成功尝试 葛正权 定量验证 很多科学家 不断改进 密勒和库士实验装置 高精度实验方案 实验验证 表 氧气分子的速率分布 略有差异 比较稳定 数据 图像 74% 78% 0 5 10 15 20 分子速率 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 100 200 300 400 500 600 700 800 900 直方图 100% 问题：分子速率分布有何规律？ 中间多、两头少 0 5 10 15 20 分子速率 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 5 10 15 20 分子速率 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 5 10 15 20 分子速率 各速率区间的分子数 占总分子数的百分比 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100 200 300 400 500 600 700 800 900 氧气分子的速率分布情况 1.分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布特点； 2.温度越高，分子数占分子总数的百分比的最大值向 速率大的方向移动； 3.温度越高，分子数占分子总数的百分比的最大值越 小，曲线坡高越小，速率分布范围增大； 分子在做永不停息的无规则运动 扩散现象、布朗运动 速率分布的统计规律 相对论 量子物理 近代物理的支柱理论 概率 统计 小结 $