布朗运动揭示了物质的运动规律,认为一切分子无时无刻都在做着无规则运动,这一现象从发现至今大大推动了自然科学的进步。目前为止布朗运动已经从物理领域发展到数学领域,其应用范围也从工业领域发展到金融领域,影响着人们的生活。但作为中学物理教学中的一个重要实验,布朗运动的教学演示教具存在诸多问题,如实验成功率低、观察现象不明显等问题,困扰着一大批中学教师。本文在前人的研究基础上设计了一套全新的实验方案,并根据该方案设计了一套光机电一体的布朗运动演示教具。本文的主要研究工作如下:首先,对布朗运动的发现及发展过程进行了论述,简介了布朗运动的科研及应用价值。之后,对布朗运动国内外发展现状从理论和实验两个方面进行了介绍,主要介绍了量子布朗运动、爱因斯坦扩散方程、Langevin方程等理论,颗粒跟踪分析法,动态光散射法两种实验方法。随后,本文介绍了现有布朗运动演示教具的种类,并对这些教具进行分类总结,分析了其优缺点。然后,分析了布朗运动实验的操作过程,主要包括布朗颗粒的选材、悬浊液的制备、载玻片的设计等,并分析了藤黄、花粉和墨水颗粒作为布朗颗粒缺点,同时介绍了聚苯乙烯颗粒的优越性。之后对布朗运动进行深入探究,分析了几种影响布朗运动的因素,并提出了相应的解决办法。最后在前面探究的基础上设计一套与该实验方法配套的演示教具,该教具自带自动恒温系统,可以设定不同温度来观察布朗运动。