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(共18张PPT)
分子运动速率分布规律
思考
思考：讲台上有一形状规则的透明容器，猜测一容器中的分子运动的规律？能否利用牛顿定律对每个分子的运动规律进行探究？如果这样，需要列出多少个方程？
这种研究方法会面临什么困境？
你能否猜想气体分子的运动特点？
理想气体分子运动的直观演示
演示1：理想气体分子运动
观察并思考：
单个分子的运动是否有明确的规律？
分子的运动过程有怎样的特点？
不同的分子之间是否在发生频繁的碰撞？
分子的运动与现实生活中的哪些实例有相似之处？
思考：分子运动与人的运动的类比
假设有一个非常大的操场，上面有很多自由活动的人，则任意时刻向各个方向运动的人数有怎样的关系？
不同人的运动的速率是否相同？
如果绘制一幅直方图来表示不同人的速率，这幅直方图将是怎样的？
演示2：加尔顿板演示实验
根据所学过的数学知识以及刚才的观察，猜想气体的速率分布遵循怎样的统计规律？
李政道：“统计物理学是物理学最完美的分支，因为他依赖最少的假设，却能给出最深刻的结果。”
重访葛正权实验
重访葛正权实验
中国物理学家不仅在近代物理学发展历程上留下了浓墨重彩的一笔，更是为新中国的建设做出了不可磨灭的贡献。在麦克斯韦和玻尔兹曼等人先后对分子的无规则运动进行研究之后，实验物理学家斯特恩首先运用实验初步验证了这一分布律。而更精确的验证则出自我国物理学家葛正权同志。葛正权同志的《以分子束方法测定Bi2的分解热》一文，被国际同行认为是首次精密验证麦克斯韦-玻尔兹曼分布。这项实验后来被命名为葛正权实验而永载史册。
葛正权实验的原理示意图,以及葛正权同志绘制的统计图
如图所示，圆筒以一定的角速度匀速转动，蒸汽源中的铋蒸气分子不断飞出，每当狭缝正对着分子束的时候，才会有分子束进入，并分布在接收板上。通过其走过的弧长即可反推分子的运动速率。
思考
观察葛正权实验的初始数据，并绘制直方图。
该统计曲线具有怎体的特点？
其横轴和纵轴都表示什么物理量？
曲线与坐标轴围成的面积有怎样的物理意义？
高温和低温时速率分布曲线下的面积又有怎样的关系
葛正权同志简介
葛正权同志生逢乱世，学以致用，以笔为刃，长空中击落敌机；
和平年代又铸剑为针，于医学物理领域颇有建树。
是一位值得我们铭记的物理学家。
带有直方图的分子无规则运动模拟演示
思考
基于上述观察，你对布朗运动和扩散现象有了哪些新的认识？
微观的分子热运动的速率与哪些宏观的热学量能够构成联系？
思考与小结
思维导图
思考
事实上，麦克斯韦所在的年代，恰好也是概率论蓬勃发展的年代。麦克斯韦的恩师福贝斯曾利用统计方法研究双星问题，这启发了彼时年仅17岁的麦克斯韦。在给出速度分布律之前，麦克斯韦曾试图用统计与概率的方法解决土星环的稳定性与质量分布问题，虽然并未取得有意义的结果，但麦克斯韦对统计与概率的信念始终如一。上述内容作为探究式学习的小结，让学生进一步体会运用数学工具解决物理问题的思想，并体会到统计与概率的精神——无序之中蕴含着有序的规律。这对学生进一步学习原子物理、原子核物理乃至今后进一步的深造都大有帮助。
热学可能是人类接触到的最早的学科之一，却也是至今仍在蓬勃发展的学科——它一如一部未完成的叙事诗，期待着更多的吟游诗人为其谱写新的篇章。现代物理学使人们相信，自然界的规律必定是至简至美的几条规则，而无论是对守恒的追求，还是对时间箭头与熵的本性的探索，课堂内外有挖掘不完的素材值得我们欣赏与审视。这是人类追寻有序的本性的体现，更是每一位高中学子不容错过的精神盛宴。
实践作业
王竹溪先生说过:“统计物理学既是物理学，也是方法论”。
例如，有科学家利用统计物理的方法解释生物学和生态学问题（如进化论等）。
也有人利用布朗运动与股票价格的相似之处构建金融模型。
教科书的课后习题中也有利用统计方法研究交通问题的实例。
那么，你能够用统计物理的方法处理哪些实际问题呢？
请大家以小组的形式完成这个任务。

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