3.1《敲开原子的大门》解析.ppt

带电粒子在磁场中的运动 公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为: 万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学 说，他认为原子是微小的不可分 割的实心球体,物质由原子组成, 原子不能被创造,也不能被毁灭,在 化学变化中原子不可分割,他们的 性质在化学反应中保持不变。 阴极射线 阴极射线 在研究气体导电的真空玻璃管内有阴、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。 汤姆生设计的阴极射线管如何测定阴极射线的电荷 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。 利用磁场 洛仑兹力提供向心力： 测v 成功来之不易 汤姆生探索阴极射线是一次科学研究艰辛的历程，充满着艰巨性和创造性，洋溢着科学的精神，渗透着科学的思想和方法。 测r 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 1、证明粒子的初速率V为： 2、证明射线粒子荷质比的表达式为： h d 证明：（1）当平行板M、N间外加磁场使射线粒子恢复水平，则有 （2）当射线粒子只受电场力时,做抛体运动 竖直方向： 水平方向： 要确定这种粒子是比原子更小的粒子 比大小 与谁比？ 比什么？ （1）比体积 测直径？ （2）测质量 称一称？ 以上测量直径和质量的做法可行吗？还有其它的方法解决这个问题吗？ 实验结果： 荷质比约为氢粒子的2000倍 实验结果：荷质比约为氢粒子的2000倍 进一步分析试验结果两种可能： （1）带电粒子的电荷很大 （2）带电粒子的质量很小 后来，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小基本上相同 汤姆生对射线粒子的普遍性的研究 进一步拓展研究对象：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。 汤姆生完全确认了电子的存在，电子是构成物质的基本粒子，是比原子更小的粒子，原子是可以再分的。 得出的结论 进行实验 实验结果 实验结论 测定阴极射线的电荷 带负电 电子是构成物质的基本粒子，是比原子更小的粒子，原子是可以再分的 测定阴极射线 荷质比 荷质比约为氢粒子的2000倍 从不同物质击出这种粒子 构成各种物体的共同成分 直接测量粒子电荷大小 电荷和氢离子的电荷约相等 * * * * * 中国中铁电气化局一公司 * 第一节敲开原子大门 第三章 原子结构之谜 1、了结汤姆生发现电子的历史 过程。 2、知道什么是阴极射线，了解他的实质。 3、体会研究阴极射线的方法。 1、带电粒子在电场中的加速 A B U d E + v 由动能定理： 带电粒子在电场中的运动 温故知新 2、带电粒子的偏转 v0 l d + + + + + + - - - - - - -q φ v v0 v⊥ φ y l/2 F 运动状态分析： 匀变速曲线运动（类平抛运动） 1.加速度: 2.飞行时间 3.侧移距离 v0 f洛 + 匀速圆周运动 十九世纪关于物质结构认识深度进程 公元前4世纪德谟克利特 直到19世纪找到原子 英国化学家道尔顿 1858年普吕克尔 历史回顾 1897年汤姆生 历史回顾 历史回顾 1858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现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。 阴极射线 普吕克尔 1858年普吕克尔 实验装置:电源,感应圈,阴极射线管 现象:.阴极射线使荧光屏发光（特点） 发光原理:在强电场中,气体被电离而导电 阴极射线本质是什么？ 1897年汤姆生 Joseph John Thomson 1858-1940 敲开原子大门 [英]汤姆生 一、探索阴极射线 电磁波 粒子 假如你是汤姆生的坚定的支持者（fans)，你应该用事实去验证汤姆生的观点，你应该怎么做？ 汤姆生设计的阴极射线管如何测定阴极射线的电荷？ 汤姆生如何测定出粒子的荷质比（定量） 电荷接收器 A 汤姆生设计的阴极射线管如何测定阴极射线的电荷 A ××××××× ××××××× ××××××× ××××××× ××××××× ××××××× 还有其它方法确定