高中物理 2.1 电子课件 教科版选修35.ppt

高中物理 选修3 5 教科版 第二章原子结构2 1电子 目标定位 1 了解阴极射线及电子发现的过程 2 知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导 3 知道电子电荷是1910年由密立根通过著名的 油滴实验 得出 一 阴极射线1 实验 如图2 1 1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 在k a间加近万伏的高电压 可观察到玻璃壁上 及管中 图2 1 1 物体在玻璃壁上的影 阴极 阳极 黄绿色的荧光 2 阴极射线 荧光的实质是由于玻璃受到 发出的某种射线的撞击而引起的 这种射线被命名为 阴极 阴极射线 二 电子的发现1 让阴极射线分别通过电场或磁场 根据 情况 证明了它的本质是 的粒子流 并求出其比荷 2 密立根通过著名的 油滴实验 精确地测出了电子电荷 电子电荷量一般取e 电子质量me 3 元电荷 最小的电荷量 e c 所有物体所带电量是元电荷的 偏转 带负电 1 6 10 19c 9 1 10 31kg 1 602 10 19 整数倍 想一想电子发现的重大意义是什么 答案电子是进入人类发现的第一个比原子小的粒子 电子的发现 打破了原子不可再分的传统观念 使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 原子本身也有内部结构 从此 原子物理学飞速发展 人们对物质结构的认识了一个新时代 一 对阴极射线性质的研究1 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 故研究电场力 或洛伦兹力 对电子运动的影响时 一般不考虑重力的影响 2 带电性质的判断方法 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 例1 如图2 1 2所示 一只阴极射线管的左侧不断有电子射出 如果在管的正上方放一通电直导线ab时 发现射线的径迹往下偏转 则下列判断正确的是 答案ad 图2 1 2 a 导线中的电流从a流向bb 导线中的电流从b流向ac 电子束的径迹与ab中的电流无关d 若要使电子束的径迹往上偏转 可以通过改变ab中的电流方向来实现 解析由于电子带负电 并且向下偏转 由左手定则知该处的磁场方向应垂直纸面向里 又由安培定则可判断导线中的电流方向为由a到b 可以通过改变导线中的电流方向来改变粒子的径迹 故正确答案为a d 借题发挥本题是运用左手定则和安培定则的综合性题目 在应用左手定则判断洛伦兹力的方向时 一定要注意运动电荷的正负 针对训练1阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流 这些微观粒子是 若在图2 1 3所示的阴极射线管中部加上垂直于纸 图2 1 3 面向里的磁场 阴极射线将 填 向下 向里 或 向外 偏转 答案电子向下 解析阴极射线的实质是电子流 电子流形成的等效电流方向向左 当加上垂直纸面向里的磁场后 由左手定则判知电子受到的洛伦兹力的方向向下 故阴极射线将向下偏转 二 电子比荷的测定实验探究如图2 1 4所示为测定阴极射线粒子比荷的装置 从阴极k发出的阴极射线通过一对平行金属板d1 d2间的匀强电场 发生偏转 图2 1 4 1 在d1 d2间加电场后射线偏到p2 则由电场方向知 该射线带什么电 2 再在d1 d2间加一磁场 电场与磁场垂直 让射线恰好不偏转 设电场强度为e 磁感应强度为b 则电子的速度多大 例2 1897年 物理学家汤姆孙正式测定了电子的比荷 打破了原子是不可再分的最小单位的观点 因此 汤姆孙的实验是物理学发展史上最著名的经典实验之一 在实验中汤姆孙采用了如图2 1 5所示的阴极射线管 从电子枪c出来的电子经过a b间的电场加速后 水平射入长度为l的d e平行板间 接着在荧光屏f中心出现荧光斑 若在d e间加上方向向下 场强为e的匀强电场 电子将向上偏转 如果再利用通电线圈在d e电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为b的匀强磁场 图中未画 荧光斑恰好回到荧光屏中心 接着再去掉电场 电子向下偏转 偏转角为 试解决下列问题 图2 1 5 1 说明图中磁场沿什么方向 2 根据l e b和 求出电子的比荷 借题发挥 1 比荷的测定问题只是带电粒子在磁场和电场中运动的一类典型例子 这种方法可以推广到带电粒子在复合场