[法学]31《敲开原子的大门》刘忠老师公开课.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。 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。 1.利用磁场 洛仑兹力提供向心力： 测v 成功来之不易 汤姆生如何测定出粒子的荷质比（定量） 汤姆生对阴极射线的普遍性的研究最终的结论是什么？ [英]汤姆孙 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 ××××××× ××××××× ××××××× ××××××× ××××××× ××××××× 还有其它方法确定阴极射线是粒子？ （1）磁偏转 （2）电偏转 实验装置:电源, 阴极射线管,磁铁 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 汤姆生如何测定出粒子的荷质比（定量） ××××××××× ××××××××× ××××××××× ××××××××× ××××××××× 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, 粒子在磁场中做圆周运动。 v - e/m=v/rB f 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： * * * * * 中国中铁电气化局一公司 * * 第一节敲开原子大门 原子结构之谜 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 知识回顾 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 1897年汤姆生 Joseph John Thomson 1858-1940 敲开原子大门 一、探索阴极射线 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。 阴极射线本质是什么？ 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？ 还有其它方法确定阴极射线是带电粒子？ 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？ * * * 中国中铁电气化局一公司 * * * *