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高中物理选修3-5第十七章 第十八章 原子结构 18.1 电子的发现 学习目标 1.掌握阴极射线是由电子组成的,电子是原子的组成部分,是比原子更基本的物质单元。 2.掌握电荷是量子化的。 自学指导：阅读教材P47----P53回答下列问题（5分钟） 1.英国物理学家汤姆孙如何实验验证阴极射线是电子流，而不是电磁辐射？ 2汤姆孙提出原子结构是什么.模型？ 3.英籍物理学家卢瑟福指导学生通过α粒子散射实验提出原子结构是什么模型？ 自学检测（3分钟） 1.阴极射线在电场中发生向正极偏转说明阴极射线是 ，而不是 。 2.为抵消偏转施加垂直纸面 ，使库仑力与洛伦兹力 。 3 是鉴别物质重要物理量。 带负电粒子流 电磁辐射 磁场 平衡 比荷 ??19世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现了电子。 8 原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。 早在1858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放电管研究气体放电时发现玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影等奇特的现象——辉光放电现象 。 1876年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,后命名为阴极射线. 引入 一、阴极射线 1.对阴极射线本质的认识有哪两种不同的观点？ 2.根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？ 问题: （1）电磁波说：认为这种射线的本质是一种电磁辐射。代表人物，赫兹。 （2）粒子说：认为这种射线的本质是一种高速粒子流（带电微粒）。代表人物，汤姆孙。 精讲? 二、电子的发现 先认识实验装置的作用，后分析阴极射线的运动情况。 1.实验装置 （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 K (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。按图示方向施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？ 问题:如何求带电粒子的比荷q/m,按着下列提示思考 负电 2.运动分析 （2）. 为了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B的方向是怎样？ 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。两个力之间有什么关系？你能求出阴极射线的速度v的表达式吗？ 汤姆孙的气体放电管的示意图 向纸外 （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。 汤姆孙的气体放电管的示意图 （4）. 如果去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。阴极射线在D1、D2之间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。q/m=?(用B,U,r,d表示) 汤姆孙的气体放电管的示意图 洛伦兹力 实验结论 1897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。 当汤姆孙在测定比荷实验时发现，用不同材料的阴极做实验，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。 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=1.6022×10－19 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 质子质量与电子质量的比值： 总结 1.汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。 2 电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。 3.质子质量与电子质量的比值：