分子动理论基础

分子动理论基础
一、全章说明
概述
这一章讲两方面的知识，一是分子动理论的基础，二是用分子动理论初步解释有关固体、液体的某些性质和现象．与初中比较，加强了分子动理论的实验基础．
关于固体和液体，虽多为选学内容，建议最好讲一讲，以便使学生对分子动理论的理解更具体、丰满，并熟悉对宏观现象的微观解释．
单元划分
本章分为两个单元：
第一单元第一节至第三节，讲述分子动理论的基础．
第二单元第五节至第九节，讲述固体和液体的知识，为选学内容．
具体说明
1 油膜法测分子的大小，是早期测定分子大小的一种方法，实验并不难做，有条件最好给学生演示，并处理数据，得出实验结果．利用宏观测定求出微观量的大小，在高中物理教学中这是第一次，做好这个演示，可以加深学生对人类进入微观世界的认识，打开学生探索微观世界的思路，这对他们今后学习物理学是很重要的．
2 分子的大小和阿氏常数能够定量地测出，而且用不同方法测出的结果相符合，这不但证明物理学的理论彼此和谐一致，正确地反映了自然，而且是证实分子存在的重要方面，进一步为分子动理论的发展打下了坚实基础．希望学生对此能有所了解．
3 把分子看作小球，这是分子动理论中对分子的简化模型，这一点要引起学生足够重视．可向学生说明，对分子来说，根据问题的需要，可以有不同的模型．在不涉及分子内部的结构和运动时，可以用小球作为分子的模型；研究分子内部的结构和运动时，则需要较复杂的分子结构模型．说明模型在物理学研究中的意义，有助于使学生获得正确的思考方法．
4 在物理学中常常用到“数量级”的概念．要使学生知道，在某些问题中，知道数量级一般已经够用．最好要求学生能够记住某些常数的数量级，这对他们考虑问题或进行计算都会有好处．
5 阿氏常数是微观世界的一个重要常数，是联系微观世界和宏观世界的桥梁，通过计算分子大小和分子质量，应使学生了解这一点．
6 关于布朗运动，教材引导学生多方面考虑问题，以期他们能够对布朗运动的起因有正确的理解．教材指出为什么布朗的原因不在外界，而应在液体内部．在“思考与讨论”中，进一步让学生考虑布朗运动的起因不在外界．在练习二第(3)题，让学生从反面来考虑，设想分子运动是有规则的，将不能产生布朗运动．
7 关于分子间的作用力，要求学生明确地认识到分子间同时存在着引力和斥力，知道引力和斥力如何随距离而变化，知道在什么情况下对外表现为引力或斥力．为此教材给出了引力和斥力随距离变化的曲线(课本图12－8)，并用课本图12－9对照加以说明，以期学生能够对课本图12－8的曲线意义有清楚的 认识．
8 教材根据分子动理论简要说明了气、液、固三种物质状态的情况，目的是让学生知道，形成气、液、固三种状态，是由分子热运动和分子间相互作用这两种相反因素决定的，对此先有一般性了解，便于以后学习．
二、教学要求和教学建议
全章教学要求
1 理解分子动理论的基本内容，知道它们的实验基础，知道人们进入微观世界的线索．
2 知道物质是由大量分子组成的，知道分子的大小和质量．理解阿伏加德罗常数．
3 理解布朗运动，知道什么是热运动．
4 知道分子间相互作用力的特点．
5 知道晶体和非晶体，知道晶体的空间点阵．
6 知道液体的微观结构．
7 理解液体的表面张力、浸润和不浸润现象以及毛细现象．
（一）物质是由大量分子组成的
教学要求
●知道分子的大小．
1 理解用油膜法测定分子大小的原理．
2 知道数量级的概念，记住一般分子大小的数量级．
●理解阿伏加德罗常数．
1 记住这个常数的数值和单位．
2 知道这个常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，会用这个常数进行有关的计算或估算．
●知道分子的质量．
记住一般分子质量的数量级．
教学建议
1 分子动理论的基本内容，初中物理讲过．在讲述本节时，可先复习初中学过的内容，使学生对分子动理论的内容有概括的了解．
2 本节有关的内容，初中化学课中讲过的，应尽量联系．要说明，在分子动理论中，为了使问题简化，把构成物质的单位(原子、离子或分子)统称为分子．
3 离子显微镜的原理本书虽作为阅读材料，但教师可酌情讲给学生，使学生理解放大的原理．
（二）分子的热运动
教学要求
●理解布朗运动．
1 知道什么是布朗运动——悬浮在液体中的微粒不停地做无规则运动．
2 知道布朗运动产生的原因不在外界，而在液体内部；知道微粒布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性．
●知道热运动的概念．
1 知道大量分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈．
2 知道什么是热运动．
教学建议
1 初中讲过扩散现象，可先复习，最好能重做初中做过的扩散实验，以加深印象．
2 要做好布朗运动的演示，让学生观察微粒的布朗运动．
3 掌握布朗运动教学的重点，着重说明微粒足够小时，来自各方向的液体分子的撞击作用的不平衡，是产生布朗运动的原因；微粒越小，这种不平衡越显著，布朗运动越激烈．可用比喻或模拟演示辅助说明．
（三）分子间的相互作用力
教学要求
●知道分子间相互作用的引力和斥力．
1 知道分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力．
2 知道合力为零时，分子间距离r
的数量级．
０
3 知道分子间距离r＜r
时，实际表现的分子力为斥力，这个斥力随r
０
的减小而迅速增大．
时，实际表现的分子力为引力，这个引力随r
4 知道分子间的距离r＞r
０
的增大而减小；知道r增大到什么数量级时，引力已很微弱，可忽略不计．
5 能用分子力解释简单的现象．
教学建议
为形象起见，可用连有弹簧的小球来比喻，说明分子力的情况．但要明确指出：在这个比喻中，弹力相当于分子间引力和斥力的合力，即实际表现出来的分子力．
＊（四）晶体和非晶体
教学要求
●知道固体可分为晶体和非晶体两类．
1 知道什么是晶体和非晶体．
2 知道晶体有单晶体和多晶体．
3 知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．
教学建议
可让学生用放大镜观察食盐晶粒的外形，可用挂图或模型介绍各种晶体的外形．要做好显示云母晶体和玻璃非晶体导热性不同的演示，使学生明确认识到晶体和非晶体在物理性质上的不同．
＊（五）空间点阵
教学要求
●知道晶体的空间点阵．
1 知道什么是空间点阵．
2 知道晶体外形的规则性和各向异性可用晶体物质微粒的规则排列来说明．
教学建议
1 要展示空间点阵的模型，使学生对空间点阵有清楚的印象．
2 用晶体结构解释晶体外形的规则性和各向异性，只要求学生有大致了解，不要求作深入解释．
3 通过石墨和金刚石晶体结构的不同，要使学生认识到，同一种物质，微观结构不同，宏观性质可以有很大差异．还可向学生介绍同一种化学成分的物质，既能以晶体形式存在，又能以非晶体形式存在，这也是由微观结构不同造成的．总之，微观结构不同，宏观性质就有差异，这一点要使学生有深刻的印象．
＊（六）液体的微观结构
教学要求
●知道液体的微观结构．
1 知道液体微观结构的特点．
2 知道液体的各向同性和流动性可用液体的微观结构来说明．
＊（七）液体的表面张力
教学要求
●理解液体的表面张力．
1 知道显示液体表面张力的现象．
2 知道液体表面层的特点，懂得液体表面张力是怎样产生的．
3 能用表面张力解释有关的简单现象．
教学建议
1 做好演示，以显示液体表面有收缩到最小面积的趋势，可用张紧的橡皮膜比喻液体表面，以便于说明表面张力的存在．
2 只要求知道表面层的特点，不要求说明表面层是怎样产生的．最好先复习一下分子间相互作用力的特点，然后讲述表面张力是怎样产生的．
＊（八）浸润和不浸润
教学要求
●理解浸润和不浸润现象
1 知道什么是浸润和不浸润现象．
2 知道附着层的特点，懂得浸润和不浸润现象是怎样产生的．
3 能用浸润和不浸润解释有关的简单现象．
教学建议
只要求知道附着层的特点以及解释浸润和不浸润现象的大致思路，从而知道浸润和不浸润现象也是分子力作用的表现，不要求作过细的解释．
＊（九）毛细现象
教学要求
●理解毛细现象．
1 知道什么是毛细现象．
2 懂得毛细现象是怎样产生的．
3 能用毛细现象解释有关简单现象．
4 知道毛细现象的应用和防止．。