18.1电子的发现

1、18.1 电子的发现,德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的 .从低压气体放电管阴极发出一种射线。,阴极射线,1876年，戈德斯坦的研究阴极射线,1、玻璃管，内装极其稀薄的气体。 2、电极，接上高压电源的负极的一端称“阴极”，另一端则称为“阳极或对阴极” 3、演示: 接通高压电源后，从阴极会射出一种射线，撞在荧光板上发光，出现一条光带 4、挡板阴影,阴极射线 Cathode ray,J.J 汤姆孙 J.J Thomson 1857 1940 英国,赫兹 H.Rudolf Hertz 1857 1894 德国,认为阴极射线是一种“电磁波”,认为阴极射线是一种“

2、高速粒子流”,PK,我看到的是： 1、电磁波能穿透薄铝片 最小原子粒子是做不到的，所以挡片出现阴影 2、电场中不偏转，因此不带电,别急，别急: 让我们一起来好好想想,对阴极射线本性的研究形成了： 德国学派的电磁波说 英国学派的微粒说,我看到的是： 1、电磁波能穿透薄铝片 最小原子粒子是做不到的，所以挡片出现阴影 2、电场中不偏转，因此不带电,阴极射线 Cathode ray,J.J 汤姆孙 J.J Thomson 1857 1940 英国,赫兹 H.Rudolf Hertz 1857 1894 德国,认为阴极射线是一种“电磁波”,认为阴极射线是一种“高速粒子流”,PK,对阴极射线本性的研究形成

3、了： 德国学派的电磁波说 英国学派的微粒说,电磁波在磁场中不偏转,KO,我看到的是： 1、电磁波能穿透薄铝片 最小原子粒子是做不到的，所以挡片出现阴影 2、电场中不偏转，因此不带电,阴极射线 Cathode ray,J.J 汤姆孙 J.J Thomson 1857 1940 英国,赫兹 H.Rudolf Hertz 1857 1894 德国,认为阴极射线是一种“电磁波”,认为阴极射线是一种“高速粒子流”,PK,对阴极射线本性的研究形成了： 德国学派的电磁波说 英国学派的微粒说,KO,汤姆生：玻璃管内并非全真空。全真空偏转了,KO,正离子的轰击,紫外线照射,放射性物质,电子,金属受热,英国物理学

4、家J.J.汤姆孙自1890年起开始研究，对阴极射线进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。,阴极射线 Cathode ray,J.J 汤姆孙 J.J Thomson 1857 1940 英国,赫兹 H.Rudolf Hertz 1857 1894 德国,认为阴极射线是一种“电磁波”,认为阴极射线是一种“高速粒子流”,我用实验证明了: 带负电，且电荷量与质子相同 速度远小于电磁波传播速度 质量是最轻的原子 1/2000 左右,WIN,我看到的是： 1、电磁波能穿透薄铝片 最小原子粒子是做不到的，所以挡片出现阴影 2、电场中不偏转，因此不带电,J.J 汤姆孙(英国) 1857 1940

5、,1889年4月30日，J.J.汤姆孙正式宣布发现电子; 电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论; 从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开 由于J.J.汤姆生的杰出贡献，1906年他获得诺贝尔物理学奖。,问题2：阴极射线中带电粒子的比荷？,1、有什么方法可以控制或者改变带电粒子的运动轨迹从而进行研究？,2、怎么确定带电粒子的初速度？以前是否认识过相关的仪器？,问题2：阴极射线中带电粒子的比荷？,1、带电粒子 在磁场中偏转模型,O,r,磁偏转模型的原理 只存在磁场的情况下，偏转圆弧为圆周运动一部分，出磁场后成匀速直线运动 根据有关几何知识，我们一定是可以求出

6、带电粒子圆周运动的半径r的。 测得射出磁场时速度偏角为,例.在汤姆孙测量阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接着在荧光屏F中心出现荧光斑若在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为，试解决下列问题：(1)说明阴极射线的电性； (2)说明图中磁场沿什么方向； (3)根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷,(1)说明阴极射线的电性,分析

7、：射线向上偏，电场力向上，与电场线方向反，则射线带负电。,(2)说明图中磁场沿什么方向,分析：再加上磁场，射线回到原位，则洛伦兹力向下，由左手定则，磁场垂直纸面向里。,(3)根据L、E、B和，求出阴极射线的比荷,2、带电粒子在电场中的偏转模型, , ,Y,L,E,D,d可测,密立根油滴实验,密立根 (美国) Robert A.Millikan 1868年1953年,密立根油滴实验（测出了电子的电量）,例2.电子所带电量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的他测定了数千个带电油滴的电量，发现这些电量都等于某个最小电量的整数倍这个最小电量就是电子所带的电量密立根实验的原理如图所示，

8、A、B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡已知小油滴静止处的电场强度是1.92105 N/C，油滴半径是1.64104 cm，油的密度是0.851 g/cm3，求油滴所带的电量，这个电量是电子电量的多少倍？,密立根油滴实验的原理图,1.电子的电量：e=1.6x10-19C 是最小的基本电荷，称为元电荷。 2.发现：电荷是量子化的，任何电荷所带的电量都是e的整数倍。 3.根据比荷确定了电子的质量：,密立根油滴实验的原理图,总结比荷的测定 通过研究带电粒子在磁场和电场的偏转，得到了比荷的表述式。汤姆孙也通过方法和原理类似的实验测定了阴极射线中带电微粒的比荷。 汤姆生猜测这有两种可能 1、m差不多的话，q是氢离子的近两千倍 2、q差不多的话，m是氢离子的近两千分之一 经汤姆生大量实验测定，尽管限于当时条件与技术，很不精确，但足以证明，这种带电微粒的电荷量与氢离子相当，可见其质量远小于氢离子。,1。在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强