河北省抚宁县第六中学高中物理 8.1电子的发现课件 新人教版选修35.ppt

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 如图所示 阴极射线究竟是什么 是原子 还是更小的物质微粒 1 德国物理学家戈德斯坦认为 管壁上的是由于玻璃受到极发出的某种射线的而引起的 并把这种射线命名为极射线 2 物理学家在对阴极射线的研究中断定 阴极射线是带的粒子流 并求出了比荷 确定了组成阴极射线的粒子是 它是原子的组成部分 3 带电体所带电量具有的特点 即任何带电体所带电量只能是电子电量的即q ne n是自然数 荧光 阴 撞击 阴 汤姆孙 负电 电子 量子化 整数倍 一 阴极射线 实验一 陰極射線的現象 圖23 4 a 陰極射線使十字形物體在管壁上形成陰影 b 陰極射線受磁場的作用而偏向 1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象 1876年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的 并把这种未知射线称之为阴极射线 代表人物 赫兹 认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程 粒子说 代表人物 汤姆生 认为这种射线的本质是一种高速粒子流 电磁波说 汤姆生 1 通常情况下 气体是不导电的 但在强电场中 气体能够被电离而导电 2 阴极射线的产生 在研究气体导电的玻璃管内有阴 阳两极 当两极间加一定电压时 阴极便发出一种射线 这种射线称为阴极射线 3 阴极射线的特点 碰到荧光物质能使其发光 特别提醒 阴极射线的本质是带负电的粒子流 它高速运动打到玻璃管壁上使管壁发出荧光 英国物理学家j j 汤姆孙自1890年起开始研究 对阴极射线进行了一系列的实验研究 他认为阴极射线是带电粒子流 实验验证 二 电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子 实验装置如图所示 金属板d1d2之间未加电场时射线不偏转 射在屏上的p1点 按图示方向加电场e之后 射线发生偏转并射到屏上的p2点 由此推断阴极射线带有什么性质的电荷 思考 带负电 为使阴极射线不发生偏转 在平行极板区域应采取什么措施 思考 在平行板区域加一磁场且磁场方向必须垂直纸面向外 当满足条件时 则阴极射线不发生偏转 则 1 若撤去磁场带电粒子由p1点偏离到p2 p2到p1竖直距离为y 屏幕到金属板d1 d2右端的距离为d 你能算出阴极射线的比荷吗 做一做 y1 y2 又因为 2 利用磁场使带电的阴极射线发生偏转 能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷 做一做 萤幕 萤幕 p2 阴极射线打在屏上的p2点 只要测出粒子打到屏上的速度方向 与水平方向的夹角 由图可知 汤姆生发现 用不同材料的阴极和不同的方法做实验 所得比荷的数值是相等的 这说明 这种粒子是构成各种物质的共有成分 并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍 若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量相同 则其质量约为氢离子质量的近两千分之一 汤姆生后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大 证明了汤姆生的猜测是正确的 汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子 回顾 公元前5世纪 希腊哲学家德谟克利特等人认为 万物是由大量的不可分割的微粒构成的 即原子 19世纪初 英国科学家道尔顿提出近代原子学说 他认为原子是微小的不可分割的实心球体 物质由原子组成 原子不能被创造 也不能被毁灭 在化学变化中原子不可分割 他们的性质在化学反应中保持不变 电子的发现具有伟大的意义 因为这一事件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物 电子的发现打开了通向原子物理学的大门 人们开始研究原子的结构 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 他被科学界誉为 一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人 电子的电荷量是由谁测量出的 电子电量的发现说明了什么 阅读与思考 第一次较为精确测量出电子电荷量的是1910年美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的 电子电荷的现代值为e 1 602 10 19c 密立根的实验表明 电荷具有量子化的特征 即任何带电体的电量只能是e的整数倍 电子的质量m 9 1093897 10 31kg 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 他测定了数千个带电油滴的电量 发现这些电量都是某个最小电量的整数部 这个最小的电量就是电子的电量 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 像油滴 尘埃 小颗粒 小球等宏观物体除特别说明外都要考虑重力 1 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 发现射线径迹向下偏 则 a 导线中的电流由a流向b b 导线中的电流由b流向a c 若要使电子束的径迹往上偏 可以通过改变ab中的电流方向来实现 d 电子束的径迹与ab中的电流方向无关 巩