Урок 139. Основные положения МКТ.

• Механика изучена, переходим к тепловым явлениям.  

• Новый раздел физики называется молекулярная физика.  

• Молекулярная физика состоит из нескольких разделов: молекулярно-кинетическая теория, термодинамика, физика твердого тела, физика жидкостей.  

• Тема урока: основные положения молекулярно-кинетической теории МКТ.  

• Масса и размеры молекул.  

• Домашнее задание: конспект, параграфы 55-58 по Мякишеву, задачи по Кирику и Гельфгату, задачи по Рымкевичу.  

• Механика определяет положение тела с высокой точностью.  

• Не отвечает на вопросы о состоянии тел: жидкое, твердое, газообразное.  

• Модель тела в механике — материальная точка.  

• Вода состоит из молекул, которые сохраняют химические свойства.  

• Молекула — мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства.  

• Молекула не сохраняет физические свойства вещества.  

• Молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства тел через движение и взаимодействие молекул.  

• Три основных положения: все вещества состоят из молекул, молекулы находятся в состоянии непрерывного хаотического движения, молекулы взаимодействуют друг с другом.  

• Экспериментальные доказательства существования молекул.  

• Использование электронного микроскопа и растрового туннельного микроскопа.  

• Нобелевская премия за изобретение растрового туннельного микроскопа в 1986 году.  

• Растровый микроскоп строит изображение по-точечно, как на экране монитора.  

• Туннельный эффект объясняет, как электроны могут перескакивать через пустоту между проводниками.  

• Классическая физика не объясняет туннельный эффект, это квантово-механическое явление.  

• При сближении двух проводников на нанометры и приложении напряжения электроны могут перескакивать между ними.  

• Изменение расстояния между проводниками влияет на силу тока.  

• Это явление используется в растровом туннельном микроскопе.  

• Вольфрамовая игла затачивается до атомного уровня.  

• Кончик иглы перемещается с высокой точностью с помощью пьезоэлектрических движителей.  

• Туннельное напряжение между иглой и образцом создает электрический ток, который усиливается и подается на экран монитора.  

• Перемещение кончика иглы позволяет получать изображение профиля поверхности с атомными размерами.  

• Можно увидеть отдельные атомы.  

• Растровая туннельная микроскопия подтверждает, что вещества состоят из молекул и атомов.  

• Диффузия — взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.  

• В газах диффузия происходит быстрее всего, в твердых телах — медленнее всего.  

• Примеры диффузии: распространение запахов, перемешивание жидкостей, засолка огурцов.  

• Броуновское движение — хаотическое движение взвешенных в жидкости частиц.  

• Открыто Робертом Броуном в 1828 году.  

• Явление не связано с биологией, а является физическим.  

• Броуновская частица движется хаотически, не следуя определенной траектории.  

• Векторы перемещения частицы показывают ее движение через равные промежутки времени.  

• Траектория броуновской частицы не является линией, вдоль которой движется тело.  

• Фиксируем положение броуновской частицы каждые пять секунд.  

• За минуту частица перемещается из точки А в точку Б.  

• За каждые пять секунд движение хаотично и неупорядочено.  

• В конечном счете частица попадает в положение Б.  

• Рассматриваем движение частицы в большем масштабе каждые одну десятую секунды.  

• Картина движения самоподобна, что называется фракталом.  

• Движение частицы не является траекторией.  

• Объяснение хаотического движения связано с молекулярно-кинетической теорией.  

• Вещества состоят из молекул, которые движутся хаотически.  

• Броуновская частица большая, но ее масса сравнима с массами молекул.  

• Удары молекул придают частице небольшую скорость.  

• Случайное количество ударов с разных сторон приводит к перемещению частицы.  

• Объяснение броуновского движения на качественном уровне.  

• Количественное описание будет рассмотрено на следующем уроке.  

• Перерыв.