物理实验技能训练25-第三篇-第2章-实验10-用油膜法估测分子的大小课件.pptx

1、XXX实验实验10用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小课件制作人：于承霖课件制作人：于承霖物理课题：物理课题：高中高中物理物理3-3物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的实验实验演示目的演示目的 通过实验通过实验估测分子的大小估测分子的大小提出问题提出问题我们之前测量过哪些微小量，是如何测量的？我们之前测量过哪些微小量，是如何测量的？教学过程教学过程设计实验设计实验 把分子近似看作小球处理，通过实验，把分子近似看作小球处理，通过实验，设法形成单分子薄膜，用体积设法形成单分子薄膜，用体积V除以面积除以面积S即可得到单分子薄膜的厚度即可得到单分子薄膜的厚度d，可近似认，可近似认为是分

2、子直径。为是分子直径。实验器材实验器材 配制好的油酸酒精溶液，浅盘，注射器，配制好的油酸酒精溶液，浅盘，注射器，坐标纸，玻璃板，痱子粉，量筒，彩笔坐标纸，玻璃板，痱子粉，量筒，彩笔 1.用注射器取出事先按一定比例配制好的用注射器取出事先按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞使溶液一滴一滴油酸酒精溶液，缓缓推动活塞使溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加地滴入量筒，记下量筒内增加x(mL)体积时的体积时的滴数滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积：，算出一滴油酸酒精溶液的体积：V=x/n(mL)再根据油酸酒精溶液中油酸的体积比再根据油酸酒精溶液中油酸的体积比，算出，算出一滴油酸酒精溶液中油酸的

3、体积一滴油酸酒精溶液中油酸的体积:V=V.实验步骤实验步骤 2.用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、用稀酒精溶液及清水清洗浅盘，充分洗去油污、粉尘，在浅盘中倒入约粉尘，在浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉均深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上，再用注射器将事先配制好的油酸酒匀地撒在水面上，再用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，一会儿就会在水面上形成一精溶液滴一滴在水面上，一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜。层形状不规则的油酸薄膜。3.待油酸薄膜稳定后，将玻璃板平放在浅盘上，待油酸薄膜稳定后，将玻璃板平放在浅盘上，然后用彩笔将油膜形状的轮廓画在玻璃板上。然后

4、用彩笔将油膜形状的轮廓画在玻璃板上。4.将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上，数出将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上，数出油膜的格数，算出油膜的面积油膜的格数，算出油膜的面积（以坐标纸上边长为（以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，数轮廓内正方形个数时，多于的正方形为单位，数轮廓内正方形个数时，多于半个的算一个，不足半个的舍去）半个的算一个，不足半个的舍去）5.根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸分根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸分子的体积子的体积 和油酸薄膜的面积和油酸薄膜的面积，可求出油膜的，可求出油膜的厚度厚度，则，则 可看作油酸分子的直径。可看作油酸分子的直径。6.重复以上实验步骤多测几次并

5、求平均值，重复以上实验步骤多测几次并求平均值，即为油酸分子的大小。即为油酸分子的大小。图图2.10.1 水面上单分子油膜的示意图水面上单分子油膜的示意图图图2.10.2 在方格纸上描绘出油膜的形状在方格纸上描绘出油膜的形状（1 1）为什么说是）为什么说是“估测估测”？导致实验产生误差的因素？导致实验产生误差的因素有哪些？有哪些？（2 2）重复实验时，需要仔细清洗浅盘，为什么？）重复实验时，需要仔细清洗浅盘，为什么？（3 3）为什么要配制油酸的酒精溶液？能不能把纯油酸）为什么要配制油酸的酒精溶液？能不能把纯油酸直接滴在浅盘中？为什么？直接滴在浅盘中？为什么？思考讨论思考讨论把分子当成球体来研究本

6、身存在误差；分子间有间隙；溶液把分子当成球体来研究本身存在误差；分子间有间隙；溶液配制有误差；面积测量有误差；注射器每一滴溶液体积也存配制有误差；面积测量有误差；注射器每一滴溶液体积也存在差异在差异洗不干净，浅盘上有油酸残留，会导致实验误差变大。洗不干净，浅盘上有油酸残留，会导致实验误差变大。纯油酸浓度太大，很难形成单分子薄膜。纯油酸浓度太大，很难形成单分子薄膜。1 1注射器针头高出水面的高度应在注射器针头高出水面的高度应在1 cm1 cm之内，当针头靠水之内，当针头靠水面很近面很近(油酸未滴下之前油酸未滴下之前)时，会发现针头下方的粉层已被排开，时，会发现针头下方的粉层已被排开，这是由于针头

7、中酒精挥发所致，不影响实验效果这是由于针头中酒精挥发所致，不影响实验效果2 2待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮待测油膜面扩散后又收缩，要在油膜面稳定后再画轮廓扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹廓扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面陷后又恢复；第二，酒精挥发后液面收缩收缩3 3当重做实验时，将水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘当重做实验时，将水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁洗，这样做可保持盘的清洁4 4从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，从盘的中央加痱子粉，使粉自动扩散至均匀，这样做，比将粉撒在水面上的效果好因为：一，加粉后水的表面张力比将粉撒在水面上的效果好因为：一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥系数变小，水将粉粒拉开；二，粉粒之间相互排斥注意事项注意事项实验结论：实验结论：根据实验数据估测，分子直径的数根据实验数据估测，分子直径的数量级为量级为10-10m