高中物理 第一章 分子动理论 第1节 分子动理论的基本观点 花粉的贡献;;布朗运动的发现素材 鲁科版选修3-3

花粉的贡献布朗运动的发现 1827年夏天，著名的植物学家罗伯特布朗正在研究花粉在植物受精过程中的功能。为了不让花粉被吹散，布朗把花粉浸泡在水中，然后放到显微镜下观察。显微镜下花粉分裂出的微粒，有些是圆筒形的。布朗觉得这些圆筒形的颗粒可能与植物受精有关，便注视着它们。“咦，这些颗粒怎么全在颤抖？”布朗对这一现象迷惑不解。 然而，进一步的观察使他更为惊奇：比圆筒状颗粒更小的圆形颗粒，运动得更为剧烈。意外的发现使布朗把研究方向转向花粉颗粒的奇异运动。“其他颗粒也能发生这种现象吗？”布朗产生了这样的疑问。他把苔类的叶子弄碎泡在水里，在显微镜下同样看到了类似的运动。他把可以取得的有机物一一作为观察的对象结果还是一样，这使布朗十分兴奋。有机物是这样，那无机物也不会例外吧？布朗推想着。他把玻璃片弄碎，把一些岩石磨成细粉，又取来石墨等，将它们分别悬浮在水中，一一放在显微镜下观察，发现所有颗 粒在水中都在杂乱无章地运动着。布朗的发现震动了科学界，微小颗粒在水中的运动从此被称为布朗运动。当然，受当时科学水平的限制，这一现象是无法解释的，但它却吸引着科学家们去探索其中的奥秘。工夫不负有心人，36年后德国科学家维纳指出布朗运动与水分子的存在有关。这使科学家们研究的兴趣更加浓厚，就连爱因斯坦这样著名的科学家也参与了关于布朗运动的研究。1908年，法国物理学家佩林根据爱因斯坦的研究成果，算出了水分子的大小，并因此获得1926年 的诺贝尔物理学奖。花粉的运动竟打开了微观世界的大门！那么花粉等颗粒为何会做“布朗运动”呢？这与水分子的存在又有何关系呢？ 实际上，正是水分子的运动使花粉等颗粒产生“布朗运动”。花粉的颗粒虽然只能在显微镜下被观察到，但比水分子不知要大多少倍。花粉颗粒的周围有着无数个水分子，这些水分子一刻不停地运动着，并不断地、无规则地撞击着花粉颗粒，这就使花粉颗粒也无规则地运动起来。因此“布朗运动”也就成为分子存在的一种例证。