第1节电子的发现与汤姆孙模型.pptx

1、第一节 电子的发现,人教版高二物理（下）,广西靖西市第二中学 黄月群,第十八章 原子结构,1、带电粒子在电场中的偏转模型,qE,D,L,E,d,电场、磁场知识回顾,电场、磁场知识回顾,2、速度选择器,qE,qVB,E,世间万物是由原子构成的 原子是一种最后的不可分割的物质微粒,德谟克利特 Democritus 古希腊哲学家 约前460前370,道尔顿 英国化学家 1766-1844,每种化学元素都有它对应的原子 原子是最微小的不可分割的实心球体 ,很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极

2、射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。,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现象。 德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为阴极射线。,电磁波说：赫兹。 本质是一种电磁波的传播过程。,粒子说：汤姆孙。 认为这种射线的本质是一种高速粒子流。,汤姆孙,一、阴极射线,阴极射线的本质的两种观点：,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

3、 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”,我看到的是： 1、它在电场中不偏转，因此不带电 2、它能穿透薄铝片 粒子是做不到的 但波可以!,让我们一起来好好想想,重走科学探索路,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了电子。 实验装置如图所示，,汤姆孙的气体放电管的示意图,（1）K、A部分产生阴极射线 （2）A、B只让水平运动的阴极射线通过 （3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和带电性质 （4）荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转做定量的测定,1、当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。 施加如图电场E

4、之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。,负电荷,由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？,确定电性,2、如果要抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到 P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小、方向合适的磁场。 这个磁场的方向是？ 写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为 v）受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线的速度v的表达式吗？,垂直纸面向外,进一步做实验：确定比荷,3、由于金属板D1、D2间的距离（d）是已知的，两板间的电压U是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量E= 。磁感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。,4、如果去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，磁场

5、方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧(r可以通过P3的位置算出) 。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力就是_ _力。,洛伦兹力,有关阴极射线实验总结,阴极射线是由 比最小的原子还小 的多的带负电荷 的微粒构成的,电子 electron,正离子的轰击,紫外线照射,放射性物质,阴极射线,光电流,射线,电子,金属受热,热离子流,发现电子之后，汤姆孙又进一步研究了许多新现象：,由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。,美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量： e=1.60221019 C 根据比荷，可以精确地计算出电子的质量为： me=9

6、.10941031 kg,质子质量与电子质量的比值：,电子的发现有什么意义？ 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。 因此他被科学界誉为“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”,课堂练习,1.历史上第一个发现电子的科学家是（ ） A.普吕克尔 B.道尔顿 C.戈德斯坦 D.汤姆孙,D,课堂练习,2.关于阴极射线的性质，判断正确的是（ ） A.阴极射线带负电 B.阴极射线带正电 C.阴极射线的比荷比氢原子的比荷大 D.阴极射线的比荷比氢原子的比荷小,AC,课堂练习,1.1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子,被称为“电子之父”,下列关于电子的说法正确的是( ) A.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论,并求出了阴极射线的比荷 B.汤姆孙通过对光电效应的研究,发现了电子 C.电子的质量无法测定 D.汤姆孙通过对不同材料的阴极发出