《【课件】用油膜法估测油酸分子的大小（课件）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【课件】用油膜法估测油酸分子的大小（课件）（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理实验专辑用油膜法估测油酸分子的大小01020304 实验仪器及步骤 数据分析及处理 误差分析及讨论 实验目的及原理05 实验的典型例题目录C O N T E N T SPART 01实验目的及原理实验目的实验目的知道测量微观物理量知道测量微观物理量(油酸分子大小油酸分子大小)的的思想思想和估算方法。和估算方法。知道知道分子球形模型分子球形模型和和单分子层模型单分子层模型。知道油酸为什么必须进行稀释知道油酸为什么必须进行稀释(暂不要求从表面张力角度进暂不要求从表面张力角度进行解释行解释)。会描绘油膜的形状。会测定一滴油酸酒精溶液的体积会描绘油膜的形状。会测定一滴油酸酒精溶液的体积,并根并
2、根据稀释比例计算一滴溶液中纯油酸的体积。据稀释比例计算一滴溶液中纯油酸的体积。实验原理实验原理为了估测油酸分子的大小，我们把为了估测油酸分子的大小，我们把1 1滴油酸滴在水面上，水面上滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子（会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子（C C1717H H3333COOHCOOH）中的烃）中的烃基基 C C1717H H3333-组成的。组成的。尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为在估测其大小时，可以把它简化为球形球形处理，并认为它们紧密排处
3、理，并认为它们紧密排布（图布（图1.2-11.2-1）。测出油膜的厚度）。测出油膜的厚度d d，它就相当于分子的直径。，它就相当于分子的直径。实验原理实验原理实验中，为了使油酸充分展开，获得一块实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜单分子油膜，我们需，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发，从而获得纯油酸形成的油膜。形成的油膜。这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于这里可以粗略地认为，油膜的厚度等于1 1滴油酸酒精溶液中纯油
4、滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积酸的体积V V与它在水面上摊开的面积与它在水面上摊开的面积S S之比，即之比，即需要测量的物理量有需要测量的物理量有体积体积V V和摊开的面积和摊开的面积S S。实验原理实验原理测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积在撒有干燥爽身粉的水面上滴在撒有干燥爽身粉的水面上滴入上述油酸酒精溶液，溶液展入上述油酸酒精溶液，溶液展开时向外推动爽身粉，从而形开时向外推动爽身粉，从而形成清晰的油膜轮廓。在一块透成清晰的油膜轮廓。在一块透明的刻度板上用彩笔描摹出油明的刻度板上用彩笔描摹出油膜边界的形状，以测量油膜的膜边界的形状，以测量油膜的面积。面积。实验原理实验原理测量油膜的面积PAR
5、T 02实验仪器及步骤实验仪器实验仪器平底浅盘平底浅盘1 1只只(可以使用直径可以使用直径25cm25cm以上、深度约以上、深度约3cm3cm的塑料盘或金的塑料盘或金属材质的平底锅，建议使用平底不粘锅属材质的平底锅，建议使用平底不粘锅););带有刻度的容积为带有刻度的容积为15mL15mL的注射器的注射器1 1支支;带有方格坐标的玻璃板带有方格坐标的玻璃板1 1块块(或尺寸略大于浅盘的透明硬质塑料或尺寸略大于浅盘的透明硬质塑料板，方格边长为板，方格边长为510mm);510mm);干燥的爽身粉若干干燥的爽身粉若干(或痱子粉、细石膏粉等或痱子粉、细石膏粉等););已知浓度的油酸酒精溶液若干已知浓
6、度的油酸酒精溶液若干(油酸酒精溶液的配制工作由教师油酸酒精溶液的配制工作由教师或学生代表事先完成，保存在密封瓶子中，在瓶壁上粘贴写有或学生代表事先完成，保存在密封瓶子中，在瓶壁上粘贴写有溶液浓度的标签溶液浓度的标签););书写字迹粗细约书写字迹粗细约1mm1mm的彩笔的彩笔1 1支支;粉筛粉筛(或粉瓶、布袋、丝袜等或粉瓶、布袋、丝袜等)1)1个个;小烧杯小烧杯1 1只。只。实验步骤实验步骤2.2.用注射器抽取少量油酸酒精溶液备用用注射器抽取少量油酸酒精溶液备用。测量每一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积1.1.用注射器吸取若干毫升事先配制好的油酸酒精溶用注射器吸取若干毫升事先配制好的油酸酒精溶液，由
7、注射器上的刻度液，由注射器上的刻度读取溶液的总体积读取溶液的总体积，保持一，保持一定的手势把溶液一滴一滴地全部滴入烧杯中定的手势把溶液一滴一滴地全部滴入烧杯中,记下液记下液滴的总滴数滴的总滴数n n。求出每一滴油酸酒精溶液的体积，再。求出每一滴油酸酒精溶液的体积，再根据溶液的浓度计算出根据溶液的浓度计算出每滴油酸酒精溶液中所含纯每滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积油酸的体积V V。实验步骤实验步骤测量油膜的面积3.3.往冲洗干净的浅盘中盛水，使水面与浅盘往冲洗干净的浅盘中盛水，使水面与浅盘上沿的距离上沿的距离略小于略小于1cm1cm，静置一段时间，静置一段时间,直至直至水面平静水面平静。一只手拿
8、稳盛有干燥爽身粉的布。一只手拿稳盛有干燥爽身粉的布袋，布袋距离水面约袋，布袋距离水面约15cm(15cm(具体高度与爽身粉具体高度与爽身粉的干燥程度和精细程度有关的干燥程度和精细程度有关)，另一只手轻轻，另一只手轻轻拍打拍打,将爽身粉将爽身粉均匀均匀地撒在水面上形成一层薄地撒在水面上形成一层薄薄的粉膜。薄的粉膜。4.4.待水面平静后待水面平静后,手持注射器手持注射器,使针头置于水面使针头置于水面上方约上方约1cm1cm的地方的地方,保持与步骤保持与步骤1 1相同的动作相同的动作,往往水面中央滴一滴油酸酒精溶液。水面中央滴一滴油酸酒精溶液。实验步骤实验步骤测量油膜的面积6.6.待油膜稳定后待油膜
9、稳定后,将玻璃板轻放在浅盘上，用彩将玻璃板轻放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上笔在玻璃板上描绘出油膜的形状描绘出油膜的形状。5.5.油酸立即在水面上展开油酸立即在水面上展开,形成一块被爽身粉围形成一块被爽身粉围起来的油膜起来的油膜。7.7.清点油膜边界内的正方形格子数，清点油膜边界内的正方形格子数，不足半格不足半格的舍去，多于半格的算一个的舍去，多于半格的算一个。油膜的面积油膜的面积S=S=格子数格子数单个格子的面积。单个格子的面积。注意事项注意事项1.1.油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生较油酸酒精溶液配制后不要长时间放置，以免浓度改变，产生较大的实验误差大的实验误差.2.2.实
10、验前应注意，浅盘应洗干净，否则难以形成油膜实验前应注意，浅盘应洗干净，否则难以形成油膜;痱子粉的用痱子粉的用量不要太多，否则不易成功量不要太多，否则不易成功.撒完痱子粉后，浅盘中的水面应保持撒完痱子粉后，浅盘中的水面应保持平衡，痱子粉应均匀浮在水面上平衡，痱子粉应均匀浮在水面上.3.3.向水面滴一滴油酸酒精溶液向水面滴一滴油酸酒精溶液.滴油酸酒精溶液的滴管口应在离水滴油酸酒精溶液的滴管口应在离水面面1cm1cm之内，否则油膜难以形成之内，否则油膜难以形成.4.4.要待油膜形状稳定后，再画轮廓要待油膜形状稳定后，再画轮廓.5.5.运用数格子法测油膜面积大于半格的算一格，小于半格的舍去运用数格子法
11、测油膜面积大于半格的算一格，小于半格的舍去这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小这种方法所取方格的单位越小，计算的面积误差越小.6.6.本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可.PART 03数据分析及处理数据处理及分析数据处理及分析【数据记录】测量量项目目油酸酒精溶液油酸酒精溶液的的浓度度1/N滴入滴入烧杯中的油酸酒精杯中的油酸酒精溶液的溶液的总体体积V总/cm3油酸酒精溶液油酸酒精溶液的的总滴数滴数n油膜面油膜面积S/cm2数值【实验结论】PART 04误差分析及讨论问题讨论及误差分析问题讨论及误差分析误差分析：本实验
12、产生误差的主要原因有哪些？本次实验产生误差的原因：容器没有冲洗干净;撒粉不均匀,粉膜太厚或太薄;滴入的油酸酒精溶液太多;撒粉或滴液时水面不平静;描绘油膜轮廓时,油膜还未稳定;油膜面积测量误差等。问题：有人认为采用纯油酸做本实验，需要巨大的浅盘。你认为这种观点正确吗?这种观点不正确。如果用纯油酸做实验，那么油膜的面积将是实验所得面积的N倍(N即实验中油酸酒精溶液浓度的倒数)，计算结果的确非常大，相当于普通卧室的面积。但是,以上结论是建立在油酸能够在水面上充分展开的前提之下的，事实上纯油酸并不能在水面上充分展开，而是呈圆饼状漂浮在水面上。可见，用酒精对油酸进行稀释，既可减小油膜面积,也可以让油酸能
13、够在水面上充分展开形成一层单分子油膜，一举两得。PART 05 实验的典型例题在做在做“用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小”的实验中：的实验中：(1)(1)在在“油膜法油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是_。(用序号字母填写用序号字母填写)A.A.理想模型法理想模型法 B.B.控制变量法控制变量法 C.C.等效替代法等效替代法(2)(2)实验中所用的油酸酒精溶液为实验中所用的油酸酒精溶液为1000mL1000mL溶液中有溶液中有纯油酸纯油酸2mL2mL，用量筒测得，用量筒测得1mL1mL上述溶液为上述溶液为100100滴，把滴，把1 1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示可能散开，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形方格的边长为，图中正方形方格的边长为2cm2cm，油膜所占方格数，油膜所占方格数约为约为8080个，可以估算出油膜的面积是个，可以估算出油膜的面积是_m_m2 2(结结果保留两位有效数字果保留两位有效数字)，由此估算出油酸分子的直，由此估算出油酸分子的直径是径是_m(_m(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)。实验的典型例题实验的典型例题A0.0326.251010感谢观看
