高中物理 3.1 敲开原子的大门同步备课课件 粤教版选修35.ppt

第四章原子结构之谜第一节敲开原子的大门 栏目链接 1 了解汤姆生发现电子的历史过程 2 知道阴极射线 了解它的实质 3 体会研究阴极射线的方法 栏目链接 栏目链接 很早以前 对构成物质的基本粒子 原子能否继续再 分割 科学家们对此进行了不断的探索 直到19世纪末 英国科学家汤姆生终于在研究阴极射线时发现了电子 使人类对微观世界有了新的认识 从此敲开原子内部结构的大门 你知道电子是怎样发现的吗 原子可以再分吗 栏目链接 栏目链接 1 1858年 德国物理学家 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 会发出一种射线 使正对 的玻璃管壁上出现绿色荧光 2 英国科学家汤姆生的实验验证表明 阴极射线本质上是由带 电的微粒组成 普吕克尔 阴极 栏目链接 阴极 负 栏目链接 3 汤姆生测定阴极射线中带电粒子比荷的基本思想是 一个质量为m 电荷为e的带电粒子以速率v垂直进入磁场b中 如果粒子仅受磁场力作用 将做圆周运动 向心力即为洛伦兹力 m 只要确定了粒子运动的 及 就可以测出比荷 4 美国科学家 精确测定了电子的电量e 1 6022 10 19c evb 速率 半径 密立根 栏目链接 知识点1对阴极射线的探究 1 什么是阴极射线 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 使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色荧光 这种奇妙的射线被称为阴极射线 2 阴极射线带电性质的判断 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 栏目链接 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 3 阴极射线的本质 汤姆生根据阴极射线在电场和磁场中的偏转断定 阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷 后来 组成阴极射线的粒子被称为电子 栏目链接 例1关于阴极射线的本质 下列说法正确的是 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 栏目链接 解析 阴极射线是原子受激发射出的电子 a b d的说法都是错误的 答案 c 课堂训练1 阴极射线从阴极射线管中的阴极发出 在其间的高电压下加速飞向阳极 如图所示 若要使射线向上偏转 所加磁场的方向应为 a 平行于纸面向左b 平行于纸面向上c 垂直于纸面向外d 垂直于纸面向里 栏目链接 解析 由于阴极射线的本质是电子流 阴极射线方向向右 说明电子的运动方向向右 相当于存在向左的电流 利用左手定则 使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上 由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外 故选项c正确 答案 c 栏目链接 知识点2电子的发现 1 电子的大小 电子是构成各种物体的共同成分 它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多 它的电荷与氢原子的电荷大小基本相同 电子所带电量为e 1 6022 10 19c 2 电子电量的测定 密立根油滴实验 栏目链接 1 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 2 小油滴由于摩擦而带负电 调节a b两板间的电压 可以使小油滴静止在两板之间 此时电场力和重力平衡即mg eq 则电荷的电量q 栏目链接 3 电子发现的物理意义 电子是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 原子物理学迅速发展 人们对物质结构的认识进入了一个新时代 栏目链接 例2如图所示 一束电子 电量为e 以速度v垂直射入磁感强度为b 宽度为d的匀强磁场中 穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30 则电子的质量是 穿透磁场的时间是 栏目链接 解析 电子在磁场中运动 只受洛伦兹力作用 故其轨迹是圆弧一部分 又因为f v 故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上 如图的o点 由几何知识可知 ab间的圆心角 30 ob为半径 栏目链接 栏目链接 栏目链接 课堂训练2 关于电子的下列说法中不正确的是 a 发现电子是从研究阴极射线开始的b 任何物质中均有电子 它是原子的组成部分c 电子发现的意义是 使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒 原子本身也具有复杂的结构d 电子是带正电的 它在电场中受到的