高中：18-1 电子的发现.ppt

* 同样，我们也得用事实去说话，用实验去证明。 如果你是汤姆生，你会怎样去判断？ 从可行的二个方案中： （每个方案请一个同学来评判，加以鼓励、引导） 第1个方案，外加电场上－下＋，电场方向 ↑ ，若带负电，受电场力向下，向下偏；若带正电，受电场力向上，向下偏。 第2个方案，根据磁场方向及左手定则，判断带电粒子的电性 很好，使用上述方案中的任一种，我们都可以判断出阴极射线带什么性质的电荷？ （学生回答：负电荷） 18.1 电子的发现 * ??? 19 世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现了电子。从而得出：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。 新课导入 早在1858 年，德国物理学家普吕克尔就发现了气体导电时的辉光放电现象。 1876 年，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。 新课讲授 代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。 电磁波说 代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。 粒子说 学与问 根据带电粒子在电场、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？ 答：带电粒子垂直于电场线或磁感线进入电场（磁场），根据它们在场区内运动的偏转情况进行判定。 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： 金属板 D1、D2 之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上的 P1 点，按图示方向加电场 E 之后，射线发生偏转并射到屏上的 P2 点，由此推断，阴极射线带有什么性质的电荷？ 带负电 ？ 想一想 我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流，那么，如何求阴极射线微粒的比荷？ 为使阴极射线不发生偏转，在平行金属极板区域应采取什么措施？ 在平行金属板区域加一磁场且磁场方向垂直纸面向外，当满足条件 q?B = qE 时，阴极射线不发生偏转，即?0= E/B。 ？ 想一想 方法一：若撤去磁场，阴极射线由P1 点偏离到 P2，P2 到 P1 竖直距离为 y，屏幕到金属板 D1、D2 右端的距离为 D，你能算出阴极射线微粒的比荷e/m吗？（v0 =E/B，E，B，y，D，L已知） q m 屏幕 L D ? ? ?0 y P1 P2 q m 屏幕 L D ? ? ?0 θ 根据几何关系有： 又 解得： P1 P2 y 方法二：利用磁场使组成阴极射线的粒子发生偏转，能否根据磁场的特点和组成阴极射线的粒子在磁场中的运动规律来计算组成阴极射线的粒子的比荷？（偏转角θ， v0 =E/B，E，B，y，D，L已知） q m 屏幕 L D ? ? ?0 P1 P2 y θ q m 屏幕 L D v0 θ θ θ 只要测出粒子打到屏上的速度方向(与水平方向的夹角 θ ) P1 P2 O R y 1. 用“电偏转”测定组成阴极射线的粒子的比荷的表达式 2. 用“磁偏转”测定组成阴极射线的粒子的比荷的表达式 小结 汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。由实验测得的组成阴极射线的粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量相同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了他当初的猜测是正确的。后来，物理学家把新发现的这种组成阴极射线的粒子称之为电子。 电子发现以后，汤姆孙又进一步研究了许多新现象，如下： 电子的发现具有伟大的意义，因为这一事件使 人们认识到自然界中还有比原子更小的实物。电子的发现打开了通向原子物理学的大门 ,人们开始研究原子的结构。 汤姆孙被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人”。 学与问 * 同样，我们也得用事实去说话，用实验去证明。 如果你是汤姆生，你会怎样去判断？ 从可行的二个方案中： （每个方案请一个同学来评判，加以鼓励、引导） 第1个方案，外加电场上－下＋，电场方向 ↑ ，若带负电，受电场力向下，向下偏；若带正电，受电场力向上，向下偏。 第2个方案，根据磁场方向及左手定则，判断带电粒子的电性 很好，使用上述方案中的任一种，我们都可以判断出阴极射线带什么性质的电荷？ （学生回答：负电荷）