第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫模型.pptx

1、第一節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn),人教版高二物理（下）,廣西靖西市第二中學(xué) 黃月群,第十八章 原子結(jié)構(gòu),1、帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)模型,qE,D,L,E,d,電場(chǎng)、磁場(chǎng)知識(shí)回顧,電場(chǎng)、磁場(chǎng)知識(shí)回顧,2、速度選擇器,qE,qVB,E,世間萬物是由原子構(gòu)成的 原子是一種最后的不可分割的物質(zhì)微粒,德謨克利特 Democritus 古希臘哲學(xué)家 約前460前370,道爾頓 英國(guó)化學(xué)家 1766-1844,每種化學(xué)元素都有它對(duì)應(yīng)的原子 原子是最微小的不可分割的實(shí)心球體 ,很早以來，人們一直認(rèn)為構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子是原子，原子是一種不可再分割的粒子。這種認(rèn)識(shí)一直統(tǒng)治了人類思想近兩千年。直到19世紀(jì)末，科學(xué)家對(duì)實(shí)驗(yàn)中的陰極

2、射線深入研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了電子，使人類對(duì)微觀世界有了新的認(rèn)識(shí)。電子的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)末、20世紀(jì)初物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一。,德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾較早發(fā)現(xiàn)了氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光放電現(xiàn)象。 德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦認(rèn)為管壁上的熒光是由于玻璃受到的陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，并把這種未知射線稱之為陰極射線。,電磁波說：赫茲。 本質(zhì)是一種電磁波的傳播過程。,粒子說：湯姆孫。 認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種高速粒子流。,湯姆孫,一、陰極射線,陰極射線的本質(zhì)的兩種觀點(diǎn)：,陰極射線 Cathode ray,J.J 湯姆孫 J.J Thomson 1857 1940 英國(guó),赫茲 H.Rudolf Hertz 1857 1894

3、 德國(guó),認(rèn)為陰極射線是一種“電磁波”,認(rèn)為陰極射線是一種“高速粒子流”,我看到的是： 1、它在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，因此不帶電 2、它能穿透薄鋁片 粒子是做不到的 但波可以!,讓我們一起來好好想想,重走科學(xué)探索路,二、電子的發(fā)現(xiàn) 英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，,湯姆孫的氣體放電管的示意圖,（1）K、A部分產(chǎn)生陰極射線 （2）A、B只讓水平運(yùn)動(dòng)的陰極射線通過 （3）D1、D2之間加電場(chǎng)或磁場(chǎng)檢測(cè)陰極射線是否帶電和帶電性質(zhì) （4）熒光屏顯示陰極射線到達(dá)的位置，對(duì)陰極射線的偏轉(zhuǎn)做定量的測(cè)定,1、當(dāng)金屬板D1、D2之間未加電場(chǎng)時(shí)，射線不偏轉(zhuǎn)，射在屏上P1點(diǎn)。 施加如圖電場(chǎng)E

4、之后，射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上P2處。,負(fù)電荷,由此可以推斷陰極射線帶有什么性質(zhì)的電荷？,確定電性,2、如果要抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它從P2點(diǎn)回到 P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)。 這個(gè)磁場(chǎng)的方向是？ 寫出此時(shí)每個(gè)陰極射線微粒（質(zhì)量為m，速度為 v）受到的洛侖茲力和電場(chǎng)力。你能求出陰極射線的速度v的表達(dá)式嗎？,垂直紙面向外,進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)：確定比荷,3、由于金屬板D1、D2間的距離（d）是已知的，兩板間的電壓U是可測(cè)量的，所以兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E也是已知量E= 。磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以由電流的大小算出，同樣按已知量處理。,4、如果去掉D1、D2間的電場(chǎng)E，只保留磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)

5、方向與射線運(yùn)動(dòng)方向垂直。陰極射線在有磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)?huì)形成一個(gè)半徑為r的圓弧(r可以通過P3的位置算出) 。此時(shí)，組成陰極射線的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力就是_ _力。,洛倫茲力,有關(guān)陰極射線實(shí)驗(yàn)總結(jié),陰極射線是由 比最小的原子還小 的多的帶負(fù)電荷 的微粒構(gòu)成的,電子 electron,正離子的轟擊,紫外線照射,放射性物質(zhì),陰極射線,光電流,射線,電子,金屬受熱,熱離子流,發(fā)現(xiàn)電子之后，湯姆孫又進(jìn)一步研究了許多新現(xiàn)象：,由此可見，電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元。,美國(guó)科學(xué)家密立根又精確地測(cè)定了電子的電量： e=1.60221019 C 根據(jù)比荷，可以精確地計(jì)算出電子的質(zhì)量為： me=9

6、.10941031 kg,質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值：,電子的發(fā)現(xiàn)有什么意義？ 電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)比原子小的粒子，電子的發(fā)現(xiàn)打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念，使人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 因此他被科學(xué)界譽(yù)為“一位最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人”,課堂練習(xí),1.歷史上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電子的科學(xué)家是（ ） A.普呂克爾 B.道爾頓 C.戈德斯坦 D.湯姆孫,D,課堂練習(xí),2.關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，判斷正確的是（ ） A.陰極射線帶負(fù)電 B.陰極射線帶正電 C.陰極射線的比荷比氫原子的比荷大 D.陰極射線的比荷比氫原子的比荷小,AC,課堂練習(xí),1.1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,被稱為“電子之父”,下列關(guān)于電子的說法正確的是( ) A.湯姆孫通過陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子的結(jié)論,并求出了陰極射線的比荷 B.湯姆孫通過對(duì)光電效應(yīng)的研究,發(fā)現(xiàn)了電子 C.電子的質(zhì)量無法測(cè)定 D.湯姆孫通過對(duì)不同材料的陰極發(fā)出