广东地区高中物理第三章第一节《敲开原子的大门》课件选修35.ppt

第三节氢原子光谱 原子结构之谜 敲开原子的大门 阴极射线阴极射线管荷质比的测定电子的发现 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 19世纪是电磁学大发展的时期 到七 八十年代电气工业开始有了发展 其中电气照明也吸引了许多科学家的注意 问题涉及低压气体放电现象 于是 人们竞相研究与低压气体发电现象有关的问题 自1890年起 j j 汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究 他发现了阴极射线是带电的粒子 并确认这种粒子就是电子 阴极射线 在一个抽成真空的玻璃管内有阴 阳两极 当两极间加上一定的电压时 阴极便发出一种射线 这种射线叫做阴极射线 阴极射线是低压气体放电过程中出现的一种奇特现象 德国物理学家j 普里克在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的 它是从低压气体放电管阴极发出一种射线 电荷接收器 当阴极a产生的射线进入大真空管d时 可以看到管壁上有荧光出现 当大真空管中加入磁场时 射线就会偏转 被接收器接收到 经检验为负电荷 荷质比 荷质比 电量和质量的比值 不同的带电粒子其荷质比是不同的 阴极射线管 荷质比的测定 一个质量为m 电量为e的带电粒子 以速度v垂直进入磁场b中 粒子在磁场中做圆周运动 粒子做圆周运动时 洛伦兹力提供向心力 有 只要测定粒子的v和r 可得荷质比 荷质比的测定 1 速度的测定 在平行板mn间产生竖直向上的电场e 在垂直电场的方向上加一磁场b 调节电场和磁场的强度 使qvb qe 可以测出速度大小 荷质比的测定 2 半径的测定 根据得 荷质比的测定 当阴极射线只受电场力时 做抛体运动 得 荷质比的测定 3 阴极射线的荷质比实验结果 阴极射线的荷质比约为质子的2000倍 电子的发现 汤姆生发现 对于不同的放电气体 或者用不同的金属材料制作电极 都测得相同的荷质比 随后又发现在气体电离和电光效应等现象中 可从不同物体中击出这种带电粒子 这表明它是构成各种物体的共同成分 随后 汤姆生直接测量出粒子的电荷 发现该粒子的电荷与氢离子的电荷大基本上相同 说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多 至此 汤姆生完全确认了电子的存在 电子的发现 1 美国科学家密立根精确地测定了电子的电量 e 1 6022 10 19c2 根据荷质比 可以精确地计算出电子的质量为 m 9 1094 10 31kg 课堂练习 1 关于阴极射线的本质 说法对的是 a 阴极射线的本质是氢原子b 阴极射线的本质是电磁波c 阴极射线的本质是电子d 阴极射线的本质是x射线 c 课堂练习 2 示波管中电子枪的原理图如图 管内为空 a为发射热电子的阴极 k为接在高电势点的加速阳极 a k间电压为u 电子离开阴极是速度可以忽略 电子经加速后从k的小孔中射出时的速度大小为v 下面说法正确的是 如果a k间距离减半 电压u 不变 则离开时速率变为2v b 如果a k间距离减半 电压u 不变 则离开时速率变为v 2 c