物理：3.1《敲开原子的大门》课件(粤教版选修3-5).pptVIP

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 物理学家对阴极射线的研究，引发了19世纪末的三大发现： 1895年伦琴发现了X射线。 1896年贝克勒尔发现了天然放射现象。 1897年汤姆生发现了电子。 * 第一节敲开原子的大门 相当长时间,人们认为原子不可分，英国科学家汤姆生对阴极射线中发现电子!敲开了原子的大门! 实验装置:电源,感应圈,阴极射线管,磁铁 产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极。当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线为阴极射线。 现象:1.阴极射线使荧光屏发光（特点） 2.当加入磁场后射线偏转 发光原理:在强电场中,气体被电离而导电 一、探索阴极射线 电荷接收器 A 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 荷质比的测定 1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒子的基本参量。 2.测定荷质比的装置： A：电离室:S1—S2：加速电场 　 S2—S3：速度选择器 B：匀强磁场 D：照相底片 3.电子就是通过测定荷质比而被发现的。 4.测定荷质比的装置――质谱仪（最初由汤姆生发现的）。 5.质谱线：从离子源中射出的带电粒子的电量相同，而质量有微小差别，由公式q/m=2U/B2r2，它们进入磁场后将沿不同的半径做圆周运动，打在照相底片的不同位置，在底片上形成若干谱线条的细条，叫质谱线。得用质谱线可以准确地测出各种同位素的原子量。 M N 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, 在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向外的方向上加一磁场B,适当地调节电场和磁场的强度,可以测出速度大小V= E/B h d 设平行板MN之间的距离为h,板的水平长度为d,首先使阴极仅受电场作用并达到最大偏转,测得此时的场强E,随后保持E不变,外加磁场使射线恢复水平不再偏转,测得此时的磁场的强度B 证明:当阴极射线只受电场力时,做抛体运动 d=vt 得: 得出 所以: 实验结果：荷质比约为质子的2000倍 C 课堂练习 二、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。 美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量： e=1.6022×10－19 C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为： m=9.1094×10－31 kg 由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在1906年获得诺贝尔物理学奖。电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观念，使人类对自然世界的认识又向前迈进了一步。 1897年,汤姆生在研究阴极射线: 1.测出了阴极射线的电性 2.测出了它的速度和偏转情况 3.测出了它的荷质比 4.发现用不同的金属做电极所有的射线一样的性质. 课堂小结 汤姆生　　 约瑟夫·约翰·汤姆生(Joseph　John　Thomson)1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区，父亲是苏格兰人，以卖书为业。汤姆生14岁进曼彻斯特欧文学院学习工程。1876年入剑桥大学三一学院，毕业后，进入卡文迪许实验室，在瑞利指导下进行电磁场理论的实验研究工作。1884年，年仅28岁便当选为皇家学会会员。同年末，又继瑞利之后担任卡文迪许实验室教授。　 当时，关于阴极射线的研究，有两派学说，一派是克鲁克斯、佩兰等人的微粒说，认为阴极射线是带负电的“分子流”；另一派是哥德斯坦、赫兹等人的波动说，认为阴极射线是一种电磁波。汤姆生用旋转镜法测量了阴极射线的速度，否定了阴极射线是电磁波。