2016-2017学年高中物理 第18章 原子结构新人教版选修3-5_1

成才之路 · 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 · 选修 3-5 原子结构 第十八章 第一节 电子的发现 第十八章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 了解电子发现的过程及辉光放电现象 知道电子的概念及电子的电荷的数值及质量 体验科学思想、方法的重要性和科学家的崇高科学精神 课堂情景切入 1858年，德国科学家普里克发现了阴极射线，在一个抽成真空的玻璃管两端加上高电压，这时阴极会发出一种 射线称为阴极射线，阴极射线究竟是什么？是原子？还是更小的物质微粒？ 知识自主梳理 1 演示 实验 如图所示，真空玻璃管中 K是金属板制成的 _，接感应线圈的负极， A是金属环制成的 _， 接感应线圈的正极，接通电源后，感应线圈产生的 _的高电压加在两个电极之间。可观察管端玻璃壁上亮 度的变化。 阴极射 线 阴极 阳极 近万伏 2 实验现 象 德国物理学家普吕克尔在类似的实验中看到玻璃壁上 _及管中物体在玻璃壁上 的 _。 3 阴极射 线 荧光是由于玻璃受到 _发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为 _。 淡淡的荧光 影 阴极 阴极射线 1 汤 姆 孙 的探究方法 (1)让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转现象，证明它是 _的粒子流并求出了其比 荷。 (2)换用不同的阴极做实验，所得 _的数值都相同，是氢离子比荷的近 _倍。证明这种粒子 是构成各种物质的共同成分。 电 子的 发现 带负电 比荷 两千 (3)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发 射同样的 _ 电子。由此可见，电子是原子的 _，是比原子更 _的物质单元。 2 密立根 “油滴 实验 ” (1)精确测定 _。 (2)电荷是 _的。 带电粒子 组成部分 基本 电子电荷量 量子化 1.602×10 19 9.1×10 31 1836 4 电 子 发现 的重大意 义 电子是人类发现的第一个比原子小的粒子。电子的发现，打破了原子 _的传统观念，使人们 认识到原子不是组成物质的 _微粒，原子本身也有内部 _。从此，原子物理学飞速发展，人们对物质结 构的认识进入了一个新时代。 不可再分 最小 结构 重点难点突破 一、 对 阴极射 线 的理解 1 阴极射 线 的含 义 阴极射线是阴极放射出来的射线。经验证它实际上就是电子流。当金属阴极受热温度变得很高时，电子热运动加剧 ，电子热运动能量足够大时可以从金属表面逸出，形成电子流。 2 阴极射 线带电 性 质 的判断方法 阴极射线的本质是电子，在电场 (或磁场 )中所受电场力 (或洛伦兹力 )远大于所受重力，故研究电磁力对电子运动 的影响时，一般不考虑重力的影响，其带电性质的判断方法如下： (1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质。 (2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质。 答案： (1)带负电 (2)垂直纸面向外 解析： (1)阴极射 线 在 电场 中向下偏 转 ， 说 明射 线带负电 。 (2)要使 带负电 的阴极射 线 向上偏 转 ，根据左手定 则 可知 ，需加垂直 纸 面向外的磁 场 。 二、 电 子 电 荷量的 测 定 1 电 子的 电 荷量 1910年美国物理学家密立根通过著名的 “油滴实验 ”简练精确地测定了电子的电量。电子电荷的现代值为 e 1.602×10 19C。 2 电 子 电 荷量的 测 定 (1)密立根实验的原理 a如图所示，两块平行放置的水平金属板 A、 B与电源相连接，使 A板带正电， B板带负电。从喷雾器喷嘴 喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中。 特 别 提醒： 密立根的 “油滴实验 ”中易忽视带电油滴的重力，从而使问题无从下手，象油滴、尘埃、小颗粒、小球等宏观物体 除特别说明外都要考虑重力。 液滴编号 电荷量 /C 1 6.41×10 19 2 9.70×10 19 3 1.6×10 19 4 4.82×10 19 答案： 电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 e的整数倍 三、 带电 粒子比荷的 测 定 1 电 荷量的量子化 带电体所带电荷量具有量子化，即任何带电体所带电荷量只能是电子电荷量的整数倍，即 q ne(n为自然数 ) 。 考点题型设计 对 阴极射 线 的理解 解析： 通 过让 阴极射 线 在 电场 、磁 场 中的偏 转 的研究 发 现 阴极射 线带负电 ，而且比荷比 氢 原子的比荷大得多，故 A 、 C正确。 答案： AC 答案： D 解析： 阴极射 线 是由阴极直接 发 出的 电 子流，可被 电场 、磁 场 偏 转 ， A、 B、 C错 ， D正确。 如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截 面图，两块水平放置的金属板间距为 d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在 重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用， 油滴最终以速度 v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为 U时，带电油滴恰好能以速度 v2竖 直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为 ， 电 子 电 荷量的 测 定 (1)设油滴受到气体的阻力 f kv，其中 k为阻力系数，求 k的大小； (2)求油滴所带电荷量。 探究 电 子的比荷 易错案例剖析 易 错 分析： 将阴极射线方向 (即电子运动方向 )误当作电流方向而错选 D。 正确解答： 解答本题可先根据阴极射线是电子流，由运动方向和题目要求使电子向上偏转，利用左手定 则判断磁场方向。由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右，说明电子的运动方向向右，要使电子所受洛伦兹力方 向平行于纸面向上，利用左手定则可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故 C项正确。 正确答案： C 课 时 作 业