膠體的光學(xué)特性教學(xué)設(shè)計

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：1、學(xué)會通過實驗區(qū)分膠體和溶液；2、了解生活中的丁達(dá)爾效應(yīng)。

過程與方法：1、運用觀察、實驗等科學(xué)方法區(qū)分膠體和其他分散系；2、學(xué)會運用比較、歸納等方法對實驗事實進行加工。

情感態(tài)度價值觀：1、積極參與實驗探究活動，獲得成功體驗；2、形成樂于探索、勇于質(zhì)疑、實事求是的科學(xué)精神。

教學(xué)重難點：

利用丁達(dá)爾效應(yīng)區(qū)分溶液與膠體，了解自然生活中的丁達(dá)爾效應(yīng)。

教學(xué)方法：

情境激學(xué)、實驗探究

教學(xué)用具：

礦泉水瓶、泥水、食鹽水、冰紅茶、激光筆、果凍、玻璃杯、打火機、紙條

教學(xué)過程

【情境導(dǎo)入】同學(xué)們，上課前，我們先一起來欣賞幾幅美麗的圖片：薄霧彌漫的清晨，光線透過樹葉間的縫隙射入密林中；陽光明媚的午后，日光從窗隙射入暗室；繁星點點的夜晚，一道道追光閃現(xiàn)在都市夜空。大自然為何會產(chǎn)生如此美麗的景象呢？學(xué)完今天的內(nèi)容，同學(xué)們就明白了。今天我們學(xué)習(xí)——“膠體的光學(xué)特性”。

【回顧】通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了溶液、膠體和濁液三種分散系的粒子直徑大小、外觀特征及其穩(wěn)定性，我們先一起來回顧一下。溶液中的溶質(zhì)粒子通常<1nm；濁液中的粒子通常>100nm；膠體粒子則介于兩者之間，為1～100nm。從外觀上看，溶液是均一、透明的；膠體也比較均一、透明；而濁液是不均一、不透明的。同時，我們還知道，溶液是最穩(wěn)定的；濁液很不穩(wěn)定；膠體則介于兩者之間，在一定條件下能穩(wěn)定存在，屬于介穩(wěn)體系。

【情境】

【師】老師給同學(xué)們準(zhǔn)備了三種分散系，它們分別是溶液、膠體和濁液中的一種。后排看不清的同學(xué)可以看大屏幕。同學(xué)們最先能辨別出哪一種分散系來呢？

【生】1號分散系

【師】它應(yīng)該是？

【生】濁液

【師】為什么呢？

【生】因為它不透明，很渾濁。

【師】是的，從外觀上看，1號分散系是不透明、不均一的。如果同學(xué)們仔細(xì)觀察的話，還可以看到它的底部有沉降下來的分散質(zhì)。上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了濁液很不穩(wěn)定，分散質(zhì)將在重力的作用下沉降下來，這就說明了1號分散系是濁液。由此我們很容易地將濁液從三者中辨別出來。那剩下的兩種呢？它們與濁液不同，外觀上都是透明、均一的，它們中到底哪一種是膠體，哪一種是溶液呢？同學(xué)們能分辨出來嗎？我們知道，溶液中的溶質(zhì)粒子通常<1nm，膠體粒子大小在1～100nm之間，那我們只需知道它們各自的粒子直徑大小就可以區(qū)分它們倆了呀！可是，單憑肉眼，我們能得知它們各自的粒子直徑大小嗎？

【生】不能。

【師】既然不能，那我們就得尋求另外的方法來區(qū)分它們倆了。

【授課】

【師】老師教給同學(xué)們一個簡單的方法。老師手里拿著的是老師們上課常常用到的激光筆。我們用它照射空的礦泉水瓶，現(xiàn)象是這樣的。再用它照射2號分散系，有什么不一樣的現(xiàn)象嗎？

【生】沒有。

【師】我們接著用它照射3號分散系，有什么特殊的現(xiàn)象沒？

【生】有。

【師】好，xxx同學(xué)，你來說一下，你看到了什么不一樣的現(xiàn)象？

【生】我看到一條明亮的光線貫穿了整個礦泉水瓶，這是剛剛幾次試驗所沒有的。

【師】請坐。是的，我們看到一條明亮的光線貫穿了整個礦泉水瓶，也就是貫穿了整個3號分散系，而不像照射2號分散系這樣，分散系里是看不見明亮的光線的，光線是斷開的。3號分散系里這條光亮的“通路”是由于膠體粒子對光線散射形成的，叫做丁達(dá)爾效應(yīng)。這也就說明了，3號分散系是膠體，則2號分散系就是溶液。利用丁達(dá)爾效應(yīng)我們將外觀都透明、均一的溶液與膠體成功區(qū)分開來，它就是膠體區(qū)分于其它分散系的光學(xué)特性。

同學(xué)們先閱讀一下教材27頁下方的科學(xué)史話，了解一下丁達(dá)爾效應(yīng)產(chǎn)生的原理。

【師】都看完了吧。簡單地概括一下丁達(dá)爾效應(yīng)產(chǎn)生的原理就是：膠體的粒子直徑在1～100nm之間，小于可見光的波長，能使光波發(fā)生散射，形成一條光亮的“通路 ”。

同學(xué)們，3號分散系是膠體，同學(xué)們知道老師在里面裝的是什么嗎？

【生】不知道。

【師】老師在里面裝的是冰紅茶。冰紅茶是我們常見的一種飲料，它屬于膠體，那同學(xué)們想一想，日常生活中還有什么食物可能是膠體呢？

【生】果凍、豆?jié){、啤酒…

【師】老師聽見有同學(xué)說果凍，正好今天老師準(zhǔn)備了一個，我們一起來驗證一下果凍到底是不是膠體呢？同樣用激光筆照射，有沒有丁達(dá)爾效應(yīng)呢？

【生】有。

【師】這就說明果凍是膠體。老師還聽見有同學(xué)說豆?jié){、啤酒等等，那至于他們到底是不是膠體呢，就留給同學(xué)們自己下去驗證一下。激光筆是很容易買到的，我們小時候玩的這種都可以，效果都挺好的。

同學(xué)們，冰紅茶膠體中的分散劑是液態(tài)的水，我們稱該種膠體為液溶膠，F(xiàn)e（OH）3膠體就是一種液溶膠；果凍膠體中的分散劑是固態(tài)的，我們稱該種膠體為固溶膠，有色玻璃也是一種固溶膠。那同學(xué)們想一想有沒有氣溶膠呢？

【生】應(yīng)該有。

【師】老師聽見有同學(xué)說應(yīng)該有。是的，的確是有的。同學(xué)們跟我一起來驗證一下氣溶膠的存在。

這是一個空的玻璃杯，老師用激光筆照射它，是沒有丁達(dá)爾效應(yīng)的。

下面老師將點燃的紙條熄滅后放進去，收集一滿杯的煙，再用激光筆照射，有沒有丁達(dá)爾效應(yīng)呢？

【生】有。

【師】煙是固體小顆粒分散到空氣中形成的，它能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，這就說明氣溶膠是有的，煙就是其中一種。

不管是液溶膠、固溶膠，還是氣溶膠，均能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，它是膠體區(qū)別于其他分散系的光學(xué)特性。

現(xiàn)在回到我們剛開始觀看的幾幅圖片，現(xiàn)在大家能解釋大自然為何能產(chǎn)生如此美麗的景象了吧！以第一幅圖片為例，×××同學(xué)來解釋一下它是怎么形成的呢？

【生】霧是小液滴分散到空氣中形成的，其粒子直徑在1～100nm之間，是一種氣溶膠，當(dāng)有日光照射時，就形成了一道道光柱，產(chǎn)生如此美麗的景象。

【師】請坐，的確是這樣的，看來同學(xué)們掌握得不錯。

【總結(jié)】經(jīng)過今天的學(xué)習(xí)，同學(xué)們都知道如何區(qū)分溶液和膠體了吧！利用丁達(dá)爾效應(yīng)，對不對！它是區(qū)分膠體與溶液的一種常用物理方法，也就是膠體的光學(xué)特性。