Урок Броун движ 10 кл

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
nn e
Задание.