實(shí)驗(yàn)探究油膜法測(cè)分子直徑

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1、實(shí)驗(yàn)探究油膜法測(cè)分子直徑信豐二中劉金花［教學(xué)目標(biāo)］1、知識(shí)技能理解用單分子油膜法估測(cè)分子直徑的原理；會(huì)通過(guò)單分子油膜法測(cè)出油酸分子的直徑2、過(guò)程與方法在實(shí)驗(yàn)探究基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)建立模型的物理思想方法，學(xué)習(xí)用宏觀的測(cè)量手段來(lái)探究微觀領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)方法。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀養(yǎng)成觀察仔細(xì)，操作嚴(yán)謹(jǐn)，善于合作，樂(lè)于交流的學(xué)習(xí)態(tài)度。［教學(xué)重點(diǎn)］單云鼻油膜法估測(cè)分子直徑原理，實(shí)驗(yàn)方法［教學(xué)難點(diǎn)］理矗帀單分子油膜法估測(cè)分子直徑的原理，掌握實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟［教學(xué)方法］引導(dǎo)探究法［教學(xué)過(guò)程］一、引入課題教師活動(dòng)：向展示一瓶液體教師提問(wèn)：同學(xué)們知道這是什么嗎？學(xué)生：不知道。教師活動(dòng)：噴灑出

2、一些液體。教師提問(wèn)：現(xiàn)在同學(xué)們知道是什么嗎？學(xué)生：是香水。教師提問(wèn)：你們?cè)趺粗朗窍闼?？學(xué)生：聞到了香味。教師：這是因?yàn)榘l(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象，說(shuō)明香水分子在這空間做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。但同學(xué)們有沒(méi)有看到分了在運(yùn)動(dòng)呢？學(xué)生：沒(méi)冇。教師提問(wèn)：為什么看不到呢？學(xué)生：因?yàn)榉肿犹〗處熖釂?wèn)：既然分子小到我們無(wú)法用肉眼看到的程度，那么如何探究分子的大小呢？淫生：通過(guò)顯微鏡所顯示的圖片直接測(cè)，再按比例縮小。教師：還有別的方法嗎？本節(jié)課我們就一起來(lái)探究一下。二、新課教學(xué)（一）分子模型的建立展示在掃描隧道顯微鏡下看到的硅片表面原子圖片。從上面圖中我們可以看到物體內(nèi)部的分了結(jié)構(gòu)（分了形

3、狀類似于球體，并且分了間還存在著間隙），為了更好的研究分子的大小，物理學(xué)上把分子看成是一個(gè)個(gè)緊挨著的球體。（二）思維啟迪教師：我們這里有一些和分子模型類似的綠豆，請(qǐng)問(wèn)冇什么方法可以測(cè)出綠豆的直徑呢？學(xué)生：用游標(biāo)卡尺或者螺旋測(cè)微器測(cè)量。教師：我們這里沒(méi)有游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器，只有量筒、坐標(biāo)紙，請(qǐng)同學(xué)用量筒和坐標(biāo)紙估測(cè)一下綠豆的直徑。（1）討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（學(xué)生活動(dòng)）方法一：用量筒量出綠豆的總體積（V總），接著數(shù)出綠豆的顆數(shù)（N）,用V總除以N得到每顆綠豆的體積，再把每顆綠豆看成一個(gè)球體，根據(jù)公式,算出綠豆的直徑。方法二：先用量筒測(cè)出綠豆的總體積（V總），再把這些綠豆

4、平攤在坐標(biāo)紙上,不要重疊，測(cè)出所占而積（S）,則綠豆的直徑d=V"S教師：請(qǐng)問(wèn)同學(xué)們覺(jué)得哪種方法更有優(yōu)越性呢？學(xué)生：第二種。因?yàn)榉椒ㄒ诲獢?shù)出綠豆的總顆數(shù)，如果所測(cè)物比綠豆小得多這將很難數(shù)出它的總數(shù)。教師：那就請(qǐng)同學(xué)捫用方法二估測(cè)一卜?綠豆的直徑。（2）實(shí)驗(yàn)操作（學(xué)生活動(dòng)）（3）發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題（師生互動(dòng)）教師：我了解了一下同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)操作情況，發(fā)現(xiàn)有的組把綠豆攤成了有規(guī)則的圖形測(cè)出了數(shù)據(jù)，冇的組把綠豆攤成了無(wú)規(guī)則的圖形，無(wú)法測(cè)出所占面積S。當(dāng)綠豆被攤成了無(wú)規(guī)則圖形，所占面積該如何測(cè)量呢？（師生共同討論，解決問(wèn)題）（三）思想遷移教師：上面我們通過(guò)測(cè)量較大量來(lái)研究

5、較小量的方法粗測(cè)出綠豆的直徑。那么我們是否也可以利用這種思想粗測(cè)出分子的直徑呢？答案是肯定的。（四）用油膜法測(cè)分子直徑1、探討實(shí)驗(yàn)原理教師：物理學(xué)屮巧秒的運(yùn)用了油酸這種物質(zhì)。教師介紹油酸的特性：油酸分子（C17H33COOH）nJ看作曲兩部分組成，一部分是COOH,它對(duì)水有很強(qiáng)的親合力；另一部分是G7H33,對(duì)水沒(méi)有親合力。一滴油酸滴在水而上，它會(huì)在水而上形成一層薄膜，親水部分向下，直立在水而上，只要能充分散開(kāi)，就可視為單分子層。根據(jù)油膜分的這一特性，如果滴一滴油酸——酒精溶液在水面上，我們可以估測(cè)出油酸分子的直徑嗎？學(xué)生：能，因?yàn)橛退帷凭芤旱蔚剿嫔虾缶凭?/p>

6、會(huì)立刻揮發(fā)，剩下的油酸在水而上形成單分子油膜層。把分子看成是球形的，忽略分子間空隙，油膜的厚度即可認(rèn)為是分子的直徑。教師：怎樣可以求出油膜的厚度呢？學(xué)生：如杲測(cè)出一滴油酸——酒糟溶液中所含的純油酸的體積V,以及在水而上形成的單分子膜的而積S,就可d=v/s算出分子的直徑。2、設(shè)計(jì)方案（學(xué)生活動(dòng)，分組進(jìn)行）提供的實(shí)驗(yàn)器材:①1：500油酸一酒精溶液③20ml注射器④注射用皮管⑤10ml量筒⑥塑料水槽⑦玻璃⑧坐標(biāo)紙⑨彩筆⑩排子粉3、歸納步驟：①數(shù)出1ML油酸溶液所含的滴數(shù)n,算出1滴油酸溶液所含的純油酸的體積V。%1在水面上均勻的撒一薄層癩子粉。%1滴一滴油酸溶液在水

7、面上形成單分了層。%1在玻璃板上価出油膜形成狀，用方格紙通過(guò)數(shù)格子的方法估算出油膜的而積S；%1根據(jù)d=v/s算出油酸分子的直徑。教師：用多媒體展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并講解實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的注意事項(xiàng)。4、（學(xué)生活動(dòng)）動(dòng)手實(shí)驗(yàn)并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄到下表屮項(xiàng)目溶液濃度1ml溶液滴數(shù)1滴溶液體積（ml）1滴溶液中純油酸體積（ml）油膜的面積（cm2）油酸膜厚度（cm）數(shù)據(jù)記錄或計(jì)算5、得岀結(jié)論:油酸分子直徑的數(shù)量級(jí)為10"cni由于我們建立了理想模型，采用了近似的估測(cè)方法，誤差是肯定會(huì)存在的。而我們對(duì)微觀領(lǐng)域的測(cè)量，只要不影響到數(shù)量級(jí)，就是可行的方法。但在實(shí)驗(yàn)中我們還耍木著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求

8、是的科學(xué)態(tài)