分子大小

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小

本课作为实验课。通过宏观的方法也是可以测量微观量的，主要内容有实验思路、物理量的测量、数

据分析和误差分析。我么需要运用理想化模型，把分析看成单分子层，且是均匀球体。通过测度算少的方

法测得1滴油酸的体积，通过数格子的方法测得1滴油酸的面积，这样就可以大致估测分子的直径了。

物理观念∶知道用分子的球形建立水面上油酸的单分子油膜的模型。

科学思维∶理解用单分子油膜测量油酸分子直径的公式。

科学探究：能操作并测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和在水面上形成的油膜的面积。

科学态度与责任∶通过油膜法测量分子直径的实验过程，体会用宏观量测量微观量的模型计算方法，

并推广到生活中有关的物理问题。

教学重点：油膜法测分子直径。

教学难点：操作、进行数据分析和误差分析。

多媒体课件、酒精、注射器、方格纸、玻璃板、浅水盘、痱子粉、油酸等。

一、新课引入

通过分子、苹果和地球的直径的对比。根据上节课的知识可知分子十分微小，

用肉眼无法观察。

问题：分子的直径这么小，我们是怎么测出来的呢？

二、新课教学

（一）实验思路

理想化处理：

①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层

②油分子一个个紧挨着整齐排列，且把分子

看成球形

计算原理：将一体积为v的油滴滴在水平面上，当他伸展成单分子油膜，如果把这一摊油膜当成一个

很矮的柱体，那体积是v面积是s再把柱体的高设为d，利用体积公式就得到v=sd，因为这个d也是油膜

分子的直径，所以咱要求的分子直径计算公式就能用

S

V

d

来表示。

（二）物理量的测量

1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V

①稀释油酸

为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，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。

②配制一定浓度的油酸酒精溶液

用注射器吸取一段油酸酒精溶液，由注射器上的刻度读取该段溶液的总体积，再

把它一滴一滴地滴入烧杯中，记下液滴的总滴数。用它们的总体积除以总滴数，得到

1滴油酸酒精溶液的体积，再计算其所含纯油酸的体积V。

例如：把1mL的油酸用酒精稀释成200ml溶液

那稀释后1mL溶液中油酸的含量：mL

200

1

再假设1mL溶液可以分成50滴，那每一滴的体积就是

50

1

=0.02mL

而其中的1滴纯油酸含量就是

50200

1

V



=0.0001mL。

2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S

①撒爽身粉

②滴1滴油酸酒精溶液

③放上玻璃板，等液面稳定

④画出轮廓

⑤放坐标纸，数格子

假设每个格子边长是a，如果数得n个格子：s=na2

（三）数据分析

用1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积和该油膜面积S计算出油膜厚度，即

油酸分子的直径

S

V

d

分子的大小：除少数有机物大分子，一般分子直径的数量级是10-10m。

（四）误差分析

①油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的

误差.

②利用量筒测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差

③油滴的体积过大，同时水同同积过小，不能形成单分子油膜。

④描绘油膜形状的画线误差.

⑤利用小正方形数计算轮廓的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差，⑥不考虑油酸分子的空隙，

计算分子直径时的误差.

例1："用油膜法估测分子的大小"实验的科学依据是（）

A.将油酸形成的膜看成单分子油膜

B.不考虑各油酸分子间的间隙

C.考虑了各油酸分子间的间隙

D.将油酸分子看成球形

解析：选ABD。

例2：在“油膜法”估测分子大小的实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思

想方法是（）

A.等效替代法B.控制变量法

C.理想模型法D.累积法

解析：选C。

例3：某同学在"用油膜法估测分子直径"的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于（）

A.油酸未完全散开程

B.油酸中含有大量的酒精

C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D.求每液体积时，1mL的溶液的滴效多记了10液

解析：选ABC。

例4：在做“用油膜法：估测分子的大小”实验时，每103mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器

测得58滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入的浅盘里，等油膜稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描

画出油酸膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。

(1)1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？

(2)油酸膜的面积是多少？

(3)按以上数据，估算油酸分子的大小。

解：（1）1mL油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为：mL10mL

10

1

V3

3

1



1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为：

3115

1

2

m1071mL1071mL

58

V

V..

（2）小方格的面积：S

1

=10-2×10-2m2=10-4m2

小方格的个数n=114

油酸膜的面积为：S=nS

1

=114×10-4m2=1.14×10-2m2

（3）油酸分子的直径：

S

V

d

带入数据得：

m10021

10141

1071

d9

2

11













.

.

.

1.2实验：用油膜法估测油酸分子的大小

一、实验思路

①把滴在水面上的油酸层当作单分子油膜层

②油分子一个个紧挨着整齐排列，且把分子看成球形

③计算原理∶

S

V

d

二、物理量的测量

1.测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V

2.测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S

三、数据分析∶一般分子直径的数量级是10-10m。

本课的实验中，学生在做实验时对实验误差的把握不够，比如撒痱子粉的时候，撒得比较多，油酸推

不开液面，造成实验效果不佳等。还有就是重复做实验的时候，没有把上个实验的浅盘洗干净，还残留有

油酸等。