高中物理 第18章 第1节 电子的发现课件 新人教版选修35.ppt

第十八章原子结构 第1节电子的发现 栏目链接 学习目标 1 知道电子是如何发现的及其荷质比的概念 2 了解密立根油滴实验在科学技术中的应用 3 电子发现的意义 栏目链接 1 产生 在研究气体导电的玻璃管内有阴 阳两极 当在两极间加一定电压 阴极便发出一种射线 这种射线为阴极射线 2 阴极射线的特点 碰到荧光物质能使其发光 在稀薄气体的辉光放电实验中 若不断地抽出管中的气体 当管中的气压降到0 1pa的时候 管内已接近真空 不能使气体电离发光 这时对着阴极的玻璃管壁却发出荧光 如果在管中放一个十字形金属片 荧光中会出现十字形阴影 如下图所示 栏目链接 尝试应用1 关于阴极射线的本质 下列说法正确的是 c a 阴极射线本质是氢原子b 阴极射线本质是电磁波c 阴极射线本质是电子d 阴极射线本质是x射线解析 阴极射线是原子受激发射出的电子 关于阴极射线是电磁波 x射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设 是错误的 栏目链接 电子是带负电 而原子是电中性的 可见原子内还有带正电的物质 这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢 电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情 拉开了人们研究原子结构的序幕 3 密立根油滴实验 1 美国物理学家密立根在1910年通过著名的油滴实验精确测定了电子的电荷量 2 密立根实验的重要意义 发现电荷量是量子化的 即任何电荷只能是e的整数倍 尝试应用2 多选 如下图所示 一只阴极射线管 左侧不断有电子射出 若在管的正下方放一通电直导线ab时 发现射线径迹下偏 则 bc a 导线中的电流由a流向bb 导线中的电流由b流向ac 若要使电子束的径迹往上偏 可以通过改变ab的电流方向来实现d 电子束的径迹与ab中的电流方向无关 解析 解答此题注意以下几点 阴极射线的粒子带负电 由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里 由安培定则判定ab中电流的方向由b流向a 电流方向改变 管内磁场方向改变 电子受力方向也改变 故c对 栏目链接 对阴极射线管的认识 下列说法错误的是 a 阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置b 借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹c 阴极射线管内部抽成真空d 阴极射线管工作时 它的阴极和阳极之间存在强电场 审题指导 1 阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置 但不能看到每个电子的运动轨迹 2 阴极射线管内部抽成真空 阴极射线管工作时 它的阴极和阳极之间存在强电场 使电子加速 解析 阴极射线管可以从阴极发射出电子 用荧光屏可以显示出电子束的轨迹 故a正确 电子发射出来时速度极大 无法看到每个电子的运动轨迹 只能观察到电子束的轨迹 故b错误 电子质量很小 阴极射线管如有空气 电子因与空气分子碰撞能量损失很大 轨迹很短 所以阴极射线管内部抽成真空 故c正确 阴极射线管工作时 它的阴极和阳极之间加上高电压 存在强电场 使电子加速 故d正确 答案 b 变式训练1 多选 如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图 下列说法中正确的是 ac a 若在d1 d2之间不加电场和磁场 则阴极射线应打到最右端的p1点b 若在d1 d2之间加上竖直向下的电场 则阴极射线应向下偏转 c 若在d1 d2之间加上竖直向下的电场 则阴极射线应向上偏转d 若在d1 d2之间加上垂直纸面向里的磁场 则阴极射线不偏转解析 实验证明 阴极射线是电子 它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧 可知选项c正确 选项b的说法错误 加上磁场时 电子在磁场中受洛伦兹力作用 要发生偏转 因而选项d错误 当不加电场和磁场时 电子所受的重力可以忽略不计 因而不发生偏转 选项a的说法正确 如图所示 让一束均匀的阴极射线垂直穿过正交的电磁场 选择合适的磁感应强度b和电场强度e 带电粒子将不发生偏转 然后撤去电场 粒子将做匀速圆周运动 测得其半径为r 则阴极射线中带电粒子的比荷为 栏目链接 变式训练2 如图所示为测量某种离子的比荷的装置 让中性气体分子进入电离室a 在那里被电离成离子 这些离子从电离室的小孔飘出 从缝s1进入加速电场被加速 然后让离子从缝s2垂直进入匀强磁场 最后打在底片上的p点 已知加速电压为u 磁场的磁感应强度为b 缝s2与p之间的距离为a 离子从缝s1进入电场时的速度不计 求该离子的比荷 栏目链接 密立根油滴实验进一步证实了电子的存在 揭示了电荷的非连续性 如图所示是密立根实验的原理示意图 设小油滴质量为m 调节两板间电势差为u 当小油滴悬浮不动时 测出两板间距离为d 则 1 分析判断哪个极板带正电 2 小油滴的电荷量q是多少 栏目链接 变式训练3 电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的 他测定了数千个带电油滴的电荷量 发现这些电荷都等于某个最小电荷量的整数倍 这个最小电荷量就是电子所带的电荷量 密立根实验的原理如图所示 a b是两块平行放置的水平金属板 a板带正电 b板带负电 从喷雾器嘴喷出的小