2024_2025学年高中物理第二章原子结构1电子教案教科版选修3_5.docVIP

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电子

新课标要求

（一）学问与技能

1．了解阴极射线及电子发觉的过程

2．知道汤姆生探讨阴极射线发觉电子的试验及理论推导

（二）过程与方法

培育学生对问题的分析和解决实力，初步了解原子不是最小不行分割的粒子。

（三）情感、看法与价值观

理解人类对原子的相识和探讨经验了一个非常漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．依据事实建立学说，发展学说，或是确定学说的取舍，发觉新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和探讨，渐渐相识原子的。

教学重点阴极射线的探讨

教学难点汤姆生发觉电子的理论推导

教学方法试验演示和启发式综合教学法

教学用具：投影片，多媒体协助教学设备

课时支配1课时

教学过程

（一）引入新课

老师：很早以来，人们始终认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不行再分割的粒子。这种相识始终统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对试验中的阴极射线深化探讨时，发觉了电子，使人类对微观世界有了新的相识。电子的发觉是19世纪末、20世纪初物理学三大发觉之一。

（二）进行新课

1．阴极射线

讲解并描述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使原来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

设疑：是什么缘由让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？

科学家在探讨气体导电时发觉了辉光放电现象。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发觉了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦探讨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。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学探讨，主要形成了两种观点。

（1）电磁波说：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。

（2）粒子说：代表人物，汤姆生。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

思索：你能否设计一个试验来进行阴极射线的探讨，能通过试验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

假如出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，假如出现其他什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。

2．汤姆生的探讨

英国物理学家汤姆生在探讨阴极射线时发觉了电子。

CC

C

C1

C2

?

Y

A?

S

?

?

?

磁场

从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A＇上。

（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发觉阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。

（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思索可在平行极板区域实行什么措施。

在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必需垂直纸面对外。当满意条件

时，则阴极射线不发生偏转。

则：

（3）依据带电的阴极射线在电场中的运动状况可知，其速度偏转角为：

xL萤幕D

x

L

萤幕

D

S

S

O

电场E

A

y

?

?

e

m

y1

y2

?

v0

v

又因为：

且

则：

依据已知量，可求出阴极射线的比荷。

思索：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否依据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？

汤姆生发觉，用不同材料的阴极和不同的方法做试验，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。并由试验测得的阴极射线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机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆生后续的试验粗略测出了这种粒子的电荷量的确与氢离子的电荷量差别不大，证明白汤姆生的揣测是正确的。汤姆生把新发觉的这种粒子称之为电子。

电子的电荷量e＝110－19C

第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴试验测量出的。

密立根通过试验还发觉，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。

电子的质量m＝9.1093897×10－31kg

【课堂例题】

AB例题1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB

A

B

A．导线中的电流由A流向B

B．导线中的电流由B流向A

C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过变更AB中的电流方始终实现

D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关

例题2、有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：

金属板AB的长度

A

A

B

U0

v0

+

+

+

+

－

－

－

－

（2）电子穿出电场时的动能

4电子发觉的重大意义

科学家在对阴极射线的探讨中发觉了电子，使人们对微观世界的相识进入了一个新的时代，电子的发觉是19世纪末物理学史上