高中物理人教版选修3-5 18.1电子的发现 ppt课件

1、第十八章第十八章 原子构造原子构造助学目的：助学目的：1 1了解阴极射线及电子发现的过程了解阴极射线及电子发现的过程2 2知道汤姆孙研讨阴极射线发现电子的实知道汤姆孙研讨阴极射线发现电子的实验及实际推导验及实际推导3 3、培育对问题的分析和处理才干，初步了、培育对问题的分析和处理才干，初步了解原子不是最小、不可分割的粒子。解原子不是最小、不可分割的粒子。4 4、了解人类对原子的认识和研讨阅历了一、了解人类对原子的认识和研讨阅历了一个非常漫长的过程，这一过程也是辩证开展个非常漫长的过程，这一过程也是辩证开展的过程根据现实建立学说，开展学说，或的过程根据现实建立学说，开展学说，或是决议学说的取舍，

2、发现新的现实，再建立是决议学说的取舍，发现新的现实，再建立新的学说人类就是这样经过察看光的行为，新的学说人类就是这样经过察看光的行为，经过分析和研讨，逐渐认识原子的。经过分析和研讨，逐渐认识原子的。 19 19世纪末，在对气体放电景象的研讨中，科学家世纪末，在对气体放电景象的研讨中，科学家发现了电子。发现了电子。8从而得出：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。从而得出：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。 早在早在18581858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放电管研讨气体放电时发现一种奇特的景象。体放电管研讨气体放电时发现一种奇特的景象。 18

3、76 1876年德国物理学家戈德斯坦研讨后命名为阴极年德国物理学家戈德斯坦研讨后命名为阴极射线射线阴极射线阴极射线问题：那么，阴极射线问题：那么，阴极射线的本质是什么？电子的的本质是什么？电子的发现阅历了怎样的曲折发现阅历了怎样的曲折历程？历程？一、阴极射线一、阴极射线实验一实验一: 1858 1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体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景象。导电时的辉光放电景象。18761876年德国物理学家戈德年德国物理学家戈德斯坦以为管壁上的荧光是由于玻璃遭到的阴极发出斯坦以为管壁上的荧光是由于玻璃遭到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射

4、线称的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为阴极射线。之为阴极射线。 代表人物，赫兹。以为这种射线的本代表人物，赫兹。以为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。质是一种电磁波的传播过程。 粒子说：粒子说： 代表人物，汤姆孙。以为这种射线代表人物，汤姆孙。以为这种射线的本质是一种高速粒子流。的本质是一种高速粒子流。电磁波说：电磁波说：汤姆生汤姆生二、电子的发现二、电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研讨阴极射线时发英国物理学家汤姆孙在研讨阴极射线时发现了电子。实验安装如下图，现了电子。实验安装如下图， 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

5、在屏上的的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？思索思索:带负电带负电 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？ 思索思索: 在平行板区域加一磁场且磁场方向必需垂直纸面在平行板区域加一磁场且磁场方向必需垂直纸面向外，当满足条件向外，当满足条件 时，那么阴极射线不发生时，那么阴极射线不发生偏转，那么：偏转，那么： qEqvB BEv 1 1、假设撤去磁场带电粒子由、假

6、设撤去磁场带电粒子由P1P1点偏离到点偏离到P2P2，P2P2到到P1P1竖直间隔为竖直间隔为y,y,屏幕到金属板屏幕到金属板D1D1、D2D2右端的间右端的间隔为隔为D D，他能算出阴极射线的比荷吗？，他能算出阴极射线的比荷吗？思索思索:em萤萤幕幕 LD v0yemy1y2萤萤幕幕 LD v0y200tanmvqELvatvvxy )2(tanLDy 又由于：又由于： LBLDEymq2)2(BEv 0且且 化简得：化简得： 2、利用磁场使带电的阴极射线发生、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偏转，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

7、比荷？磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？思索思索:屏屏幕幕 LD v0萤萤幕幕 LD v0P2 阴极射线打在屏上的阴极射线打在屏上的P2P2点，只需测出粒子打到屏点，只需测出粒子打到屏上的速度方向与程度方向的夹角上的速度方向与程度方向的夹角由图可知：由图可知： cosLR cosLqBmv LdBUmq2sinBEv 温故知新：温故知新：1、用、用“电偏转测定阴极射线比荷的表达式？电偏转测定阴极射线比荷的表达式？LdBLDUymq2)2(2、用、用“磁偏转测定阴极射线比荷的表达式？磁偏转测定阴极射线比荷的表达式？LdBUmq2sin 汤姆生发现，用不同资料的阴极和不同的方法汤姆生发现，用不

8、同资料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这阐明，这种做实验，所得比荷的数值是相等的。这阐明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的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。假阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。假设这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量一样，那么设这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量一样，那么其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后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子的

9、电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆孙把新发现的这种粒子称之为电子。的。汤姆孙把新发现的这种粒子称之为电子。 电子的电荷量是由谁丈量出的？电子电量的发电子的电荷量是由谁丈量出的？电子电量的发现阐明了什么？现阐明了什么？ 阅读与思索阅读与思索: 第一次较为准确丈量出电子电荷量的是美国物理学第一次较为准确丈量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验丈量出的。家密立根利用油滴实验丈量出的。 密立根的实验阐明，电荷具密立根的实验阐明，电荷具有量子化的特征。即任何带电体有量子化的特征。即任何带电体的电量只能是的电量只能是e e的整数倍。电子的整数倍。电子的电荷量的电荷量e=1.602e

10、=1.60210-19C10-19C，电，电子的质量子的质量m m9.10938979.109389710-10-31kg31kg。 1 1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，假设在管的正下方，放一通电直导线假设在管的正下方，放一通电直导线ABAB时，发现时，发现射线径迹向下偏，那么：射线径迹向下偏，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假设要使电子束的径迹往上偏，可以经过假设要使电子束的径迹往上偏，可以经过改动改动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稳定练习稳定练习:稳定练习稳定练习: 2 2、有一电子电荷量为、有一电子电荷量为e e经电压为经电压为U0U0的电的电场加速后