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1、第一节第一节 电子的发现与汤姆孙模型电子的发现与汤姆孙模型物理选修物理选修3-5 3-5 第二章第二章 原子结构原子结构1、物质结构的早期探究我国西周时期的五行说：金、木、水、火、土我国西周时期的五行说：金、木、水、火、土大千世界（宇宙）是由什么构成的？大千世界（宇宙）是由什么构成的？古希腊的亚里士多德认为：万物的本质是古希腊的亚里士多德认为：万物的本质是土、水、火、空气土、水、火、空气4种种“元素元素”，天体则由第五种元素天体则由第五种元素以太构成以太构成 古希腊学者德谟克利特等人认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，这个实体叫做“原子”，原子密不可分，这些原子在虚空中运动，并可按照不同的方式
2、重新结合或分散。我国战国时期的思想家墨子认为物体是由不可分割的最小单元“端”构成 1661年，玻意耳以化学实验为基础建立科学的元素论，认为只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素，各种元素存在着不同的原子。19世纪初，道尔顿提出原子论。1811年，阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。宏观物质的化学性质决定于分子，分 子则由原子构成，原子是构成物质的不可分再分的最小颗粒原子真的不可再分了吗？8 早在早在18581858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气年，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一种奇特的现象。体放电管研究气体放电时发现一种奇特的现象
3、。1876 1876年德国物理学家戈德斯坦研究后命名为年德国物理学家戈德斯坦研究后命名为阴极阴极射线射线2、电子的发现、电子的发现阴极射线是什么呢？阴极射线的本质阴极射线的本质有人认为阴极射线像有人认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射射线一样是电磁辐射有人认为阴极射线有人认为阴极射线是以太波是以太波有人认为阴极射线有人认为阴极射线是带电微粒是带电微粒 你认为：阴极射线是什么呢，怎样获得证据证明你的观点是正确的呢？英国物理学家英国物理学家英国物理学家英国物理学家J.J.J.J.J.J.J.J.汤姆孙汤姆孙汤姆孙汤姆孙自自自自1890189018901890年起开始研究，年起开始研究，年起开始研究，
4、年起开始研究，对阴极射对阴极射对阴极射对阴极射线线线线进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。实验验证实验验证1.当金属板当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上偏转，射在屏上P1点。施加电场点。施加电场E之后，射之后，射线发生偏转并射到屏上线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？阴极射线带有什么性质的电荷？汤姆孙的气体放电管的示意图汤姆孙的气体放电
5、管的示意图汤姆孙的气体放电管的示意图汤姆孙的气体放电管的示意图 带电粒子的电荷量与其质量之比带电粒子的电荷量与其质量之比比荷比荷q/m，是，是一个重要的物理量。根据带电粒子在电场和磁场中受一个重要的物理量。根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。实验结论实验结论 1897 1897年，汤姆孙得出年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子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。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
6、出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？实验，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的质的共有成分共有成分。荷质比约为质子（氢离子）比荷的荷质比约为质子（氢离子）比荷的18001800倍。是倍。是电荷比质子大？还是质量比质子小？电荷比质子大？还是质量比质子小？汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。多。后来汤姆孙测得了这种粒子的电荷量与氢离子后来汤姆孙测得了这种
7、粒子的电荷量与氢离子电荷量大致相同，由此可以看出他当初的猜测是电荷量大致相同，由此可以看出他当初的猜测是正确的。后来阴极射线的粒子被称为正确的。后来阴极射线的粒子被称为电子电子实验结论分析实验结论分析电子是第一种被发现的微观粒子，电子的发现是19世纪末的三大著名发现之一（X射线和放射现象）进一步拓展研究对象：用不同的材料做成的进一步拓展研究对象：用不同的材料做成的阴极做实验，做光电效应实验、热离子发射效应阴极做实验，做光电效应实验、热离子发射效应实验、实验、射线（研究对象射线（研究对象普遍化普遍化）。）。电子是原子的组成部分，是比原电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。子更基本的物质
8、单元。电子电子 美国科学家美国科学家密立根密立根又精确地测定了电子的电量：又精确地测定了电子的电量：e=1.6022e=1.602210101919 C C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：m=9.1094m=9.109410103131 kg kg质子质量与电子质量的比值：质子质量与电子质量的比值：3、汤姆孙原子模型电子是原子的组成部分，原子是中性的，电子是原子的组成部分，原子是中性的，那么原子的模型是怎样的？那么原子的模型是怎样的？汤姆孙认为：原子带正电的汤姆孙认为：原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正象葡萄干嵌在面包定位置，正象葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的葡萄干中那样，这就是原子的葡萄干面包模型面包模型