18.1电子的发现.docVIP

如皋市薛窑中学09-10学年高二物理教学案18.1 电子的发现学习目标：1. 知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的组成部分。2. 体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。3. 知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是的整数倍。4. 领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。学习过程:活动一：阅读课本页，了解阴极射线的产生科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。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。实验中玻璃管内是真空，辉光消失，却在玻璃管上观察到荧光，并能使不透明物体产生阴影，产生这种现象的原因是阴极发出的某种射线撞击玻璃的结果，这种射线命名为阴极射线。主要形成了两种观点：（1）电磁波说：代表人物赫兹。认为这种射线 。（2）粒子说：代表人物汤姆孙。认为这种射线 。思考：请设计一个实验来进行阴极射线的研究，并说明如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其它什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流。若是高速粒子流，能否测定这是一种什么粒子？活动二：汤姆孙的研究：发现电子 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，当D1D2间未加电场时，从高压电场的阴极K发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏P1上。（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置P2处，则可判定，阴极射线带 电。若偏转电场的电场强度为E，粒子侧移距离为Y，（且设粒子的质量为m，进偏转电场速度时的速度为v0）根据上述条件可得：（2）为使阴极射线不发生偏转，请思考可在平行极板区域采取什么措施。若每个阴极射线微粒的质量为m，速度为v0）受到哪些的力，这些力之间有什么关系？ （3）在其他条件不变的情况下，撤去电场，保留磁场让粒子单纯地在磁场中运动，使得阴极射线落在荧光屏的上方P3处。此时，由洛伦兹力提供向心力，若在磁场中偏转半径r，根据已知量，可求出比荷的表达式： 汤姆孙发现，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。汤姆孙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，证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。结论：（1）研究的新现象： 效应、热离子发射效应 、射线。它们都包含电子。 （2）强电场电离、正离子轰击、紫外线照射、金属受灼热、放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子- 。它是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。e1.602177331019C（通常计算取e1.61019C）密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍（n=1,2,3,）电子的质量 m9.10938971031kg（通常计算取m9.11031kg）反馈练习：AB1一只阴极射线管，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2有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属