第01节敲开原子的大门.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=1.602210-19C2.根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：m=9.109410-31kg,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