第一节电子的发现ppt课件

1、第第1节节 电子的发现电子的发现阴极射线管阴极射线管（高速运动的电子）（高速运动的电子）1.玻璃壁上有淡淡的荧光玻璃壁上有淡淡的荧光2.管中物体在玻璃壁上有影管中物体在玻璃壁上有影实验现象：实验现象：阴极射线阴极射线 Cathode rayCathode rayJ.J J.J 汤姆孙汤姆孙J.J ThomsonJ.J Thomson1857 1857 19401940英国英国赫兹赫兹 H.Rudolf Hertz H.Rudolf Hertz 1857 1857 18941894德国德国 认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“电磁波电磁波”认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“高速粒子流高速粒

2、子流”我看到的是：我看到的是：1、它在电场中不偏转，因此不带电、它在电场中不偏转，因此不带电2、它能穿透薄铝片、它能穿透薄铝片 粒子是做不到的粒子是做不到的 但波可以但波可以! 让我们一起来好好想想让我们一起来好好想想重走科学探索路重走科学探索路汤姆孙的气体放电管的示意图汤姆孙的气体放电管的示意图k kA AB BD2D2p1p1D1D1p2p3二、电子的发现二、电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现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，了电子。实验装置如图所示， 金属板金属板D1D2D1D2之间未加电场时射线不偏转，射在屏上之间未加电场时射线不偏转，射在

3、屏上的的P1P1点，按图示方向加电场点，按图示方向加电场E E之后，射线发生偏转并射到之后，射线发生偏转并射到屏上的屏上的P2P2点，由此推断阴极射线带有什么性质的电荷？点，由此推断阴极射线带有什么性质的电荷？P2KAByP1P3D1D2考虑考虑:+-带负电带负电 问题问题1：我们判断阴极射线是哪种带电粒子流？：我们判断阴极射线是哪种带电粒子流？问题问题2：如何求比荷？：如何求比荷？负电 为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域应采取什么措施？域应采取什么措施？ P2KAByP1P3D1D2考虑考虑: 在平行板区域加一磁场且磁场方向必须垂直纸面在平行板区域加一

4、磁场且磁场方向必须垂直纸面向外，当满足条件向外，当满足条件 时，则阴极射线不发生偏时，则阴极射线不发生偏转，那么：转，那么： qEBqv 0BEv 0 法一、若撤去磁场法一、若撤去磁场, ,带电粒子由带电粒子由P1P1点偏离点偏离到到P2P2，P2P2到到P1P1竖直距离为竖直距离为y,y,屏幕到金属板屏幕到金属板D1D1、D2D2右端的距离为右端的距离为D D，你能算出阴极射线的比荷，你能算出阴极射线的比荷吗？吗？求比荷的两求比荷的两方法方法em萤萤幕幕 LD v0yP2KAByP1P3D1D2emy1y2萤萤幕幕 LD v0y200tanmvqELvatvvxy )2(tanLDy 又因为

5、：又因为： LBLDEymq2)2( BEv 0且且 化简得：化简得： 法二：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，法二：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？规律来计算阴极射线的比荷？荧荧光光屏屏 LD v0荧荧光光屏屏 LD v0P2 阴极射线打在屏上的阴极射线打在屏上的P2P2点，只要测出粒子打到点，只要测出粒子打到屏上的速度方向与水平方向的夹角屏上的速度方向与水平方向的夹角由图可知：由图可知： cosLR cosLqBmv LBEmq2cos 质质mqmq2000Ce19106022.

6、1kgm31101094.9 电子的电荷量是由谁测量出的？电子电量电子的电荷量是由谁测量出的？电子电量的发现说明了什么？的发现说明了什么？ 阅读与思考阅读与思考: 第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国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。物理学家密立根利用油滴实验测量出的。 密立根的实验表明，密立根的实验表明，电荷具有量子化的特征。电荷具有量子化的特征。即任何带电体的电量只能即任何带电体的电量只能是是e e的整数倍。电子的质量的整数倍。电子的质量m m9.10938979.109389710-31kg10-31kg 1 1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射

7、出，、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线若在管的正下方，放一通电直导线ABAB时，发现射时，发现射线径迹向下偏，那么：（线径迹向下偏，那么：（ ） A A导线中的电流由导线中的电流由A A流向流向B B。 B B导线中的电流由导线中的电流由B B流向流向A A。 C C若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变变ABAB中的电流方向来实现。中的电流方向来实现。 D D电子束的径迹与电子束的径迹与ABAB中的电流方向无关。中的电流方向无关。AB巩固练习巩固练习:BC巩固练习巩固练习: 2 2、有一电子电荷量为、有一电子电荷量为e e

8、经电压为经电压为U0U0的电的电场加速后，进入两块间距为场加速后，进入两块间距为d d，电压为，电压为U U的平行金的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：且正好能穿过电场，求：（1 1金属板金属板ABAB的长度。的长度。（2 2电子穿出电场时的动能。电子穿出电场时的动能。ABU0v0+阴极射线阴极射线 Cathode rayCathode rayJ.J J.J 汤姆孙汤姆孙J.J ThomsonJ.J Thomson1857 1857 19401940英国英国赫兹赫兹 H.Rudolf Hertz H.Rudolf

9、 Hertz 1857 1857 18941894德国德国 认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“电磁波电磁波”认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“高速粒子流高速粒子流”WINJ.J J.J 汤姆孙汤姆孙( (英国英国) )1857 1857 19401940 1889 1889年年4 4月月3030日，日，J.J.J.J.汤姆孙正式汤姆孙正式宣布发现电子宣布发现电子; ; 电子的发现，结束了关于阴极射线电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论本质的争论; ; 从此，人类意识到，原子并不是组从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开序幕由此拉开 由于由于J.J.J.J.汤姆孙的杰出贡献，汤姆孙的杰出贡献，19061906年他获得诺贝尔物理学奖。年他获得诺贝尔物理学奖。【例【例1】一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，】一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，那么：（时，发现射线径迹向