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1、关于电子的发现第1页，讲稿共30张，创作于星期二回回顾：公元前公元前5 5世世纪，希腊哲学家，希腊哲学家德德谟克利特克利特等人等人认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。原子。19 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子世纪初，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学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体,物质由原物质由原子组成子组成,原子不能被创造原子不能被创造,也不能被毁灭也不能被毁灭,在化学变化中在化学变化中原子不原子不可分割可分割,他们的性质在化学反应中保持不变。他们的性质在化学反应中保持不变。第2
2、页，讲稿共30张，创作于星期二8仪器介绍仪器介绍阴极射线阴极射线1 1、玻璃管，内装极其稀薄的气体。、玻璃管，内装极其稀薄的气体。2 2、电极，接上高压电源的负极的一端、电极，接上高压电源的负极的一端称称“阴极阴极”，另一端则称为，另一端则称为“阳极或阳极或对阴极对阴极”3 3、演示演示演示演示:接通高压电源后，从阴极会射接通高压电源后，从阴极会射出一种射线，撞在荧光板上发光，出现一出一种射线，撞在荧光板上发光，出现一条光带条光带这种射线最早是这种射线最早是18581858年由德国年由德国物理学家物理学家普吕克尔普吕克尔 J.Plucker J.Plucker 发现的，发现的，18761876
3、年另一位物理学年另一位物理学家家戈德斯坦戈德斯坦E.Goldstein E.Goldstein 命名命名其为其为“阴极射线阴极射线”第3页，讲稿共30张，创作于星期二阴极射线阴极射线 Cathode rayCathode rayJ.J J.J 汤姆孙汤姆孙J.J J.J ThomsonThomson1857 1857 19401940英国英国赫兹赫兹 H.Rudolf H.Rudolf Hertz Hertz 1857 1857 18941894德国德国 认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“电磁波电磁波”认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“高速粒子流高速粒子流”PK我看到的是：我看到的是：
4、1、它在电场中不偏转，因此不带电、它在电场中不偏转，因此不带电2、它能穿透薄铝片、它能穿透薄铝片 粒子是做不到的粒子是做不到的 但波可以但波可以!让我们一起来好好想想让我们一起来好好想想重走科学探索路重走科学探索路第4页，讲稿共30张，创作于星期二阴极射线的本质阴极射线的本质一种认为阴极射线像一种认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射射线一样是电磁辐射一种认为阴极射线一种认为阴极射线是带电微粒是带电微粒思考思考1：电磁辐射和带电微粒最大的区别是什么？：电磁辐射和带电微粒最大的区别是什么？思考思考2：根据带电粒子在电磁场中的运动规律，你知道哪根据带电粒子在电磁场中的运动规律，你知道哪些方法可以判断运
5、动的带电粒子所带电荷的正负号？些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？第5页，讲稿共30张，创作于星期二二、电子的发现二、电子的发现1.1.认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况。认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况。及其课本上的思考与讨论及其课本上的思考与讨论实验装置实验装置自学指导：自学指导：阅读教材阅读教材47页最后一段到页最后一段到48页最后一页最后一段：思考问题段：思考问题2.2.电子的发现及其意义电子的发现及其意义k kA AB BD D2 2P P2 2p p1 1p p3 3 D D1 1+_+_气体放电管示意图气体放电管示意图第6页，讲稿共30张，创作于星期二
6、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，是一个，是一个重要的物理量。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。下面我们自己算一算。以得出组成阴极射线的微粒的比荷。下面我们自己算一算。第7页，讲稿共30张，创作于星期二1.当金属板当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由处。由此可以推断
7、阴极射线带有什么性质的电荷？此可以推断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管的示意图第8页，讲稿共30张，创作于星期二2.如果要抵消阴极射线的偏转，使它从如果要抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到点回到 P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大 小、方向合适的磁场。小、方向合适的磁场。这个磁场的方向是？这个磁场的方向是？写出此时每个阴极射线微粒（质量为写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为，速度为 v）受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线 的速度的速度v的表达式吗？的表
8、达式吗？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第9页，讲稿共30张，创作于星期二.B B速度选择器速度选择器VqEqEqVBqVBE E D DC C第10页，讲稿共30张，创作于星期二汤姆逊管汤姆逊管 设粒子质量为设粒子质量为m，带电荷，带电荷为为e,受到磁场力和电场力的作用，受到磁场力和电场力的作用，如果不发生偏转，则受力平衡如果不发生偏转，则受力平衡:电场力：电场力：磁场力：磁场力：第11页，讲稿共30张，创作于星期二3.由于金属板由于金属板D1、D2间的距离是已知的，两板间的电压间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度是可测量的，所以两板间的电场强度
9、E也是已知量。磁也是已知量。磁感应强度感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。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第12页，讲稿共30张，创作于星期二4.如果去掉如果去掉D1、D2间的电场间的电场E，只保留磁场，只保留磁场B，磁场，磁场方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为域将会形成一个半径为r的圆弧的圆弧(r可以通过可以通过P3的位置的位置算出算出)。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力就是向心力就是_力。力。汤姆
10、孙的气体放电管的示意图汤姆孙的气体放电管的示意图第13页，讲稿共30张，创作于星期二.B带电粒子在磁场中偏转模型带电粒子在磁场中偏转模型VL LqVBO Or磁偏转模型的原理磁偏转模型的原理磁偏转模型的原理磁偏转模型的原理只存在磁场的情况下，偏转圆弧为圆只存在磁场的情况下，偏转圆弧为圆周运动一部分，出磁场后成匀速直线周运动一部分，出磁场后成匀速直线运动运动根据有关几何知识，我们一定是可以根据有关几何知识，我们一定是可以求出带电粒子圆周运动的半径求出带电粒子圆周运动的半径r r的。的。测得射出磁场时速度偏角为测得射出磁场时速度偏角为第14页，讲稿共30张，创作于星期二实验结论实验结论 1897
11、1897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了年，汤姆孙得出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。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实验，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，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？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，它是构成各种物质的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共有共有成分成分。第15页，讲稿共30张，创作于星期二 电子是原子的组成部分，是比原子电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。更基本的物质单元。
12、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=1.602210e=1.6022101919 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=9.109410m=9.1094103131 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：第16页，讲稿共30张，创作于星期二1.1.关于阴极射关于阴极射线的性的性质，判断正确的是，判断正确的是()A A阴极射阴极射线带负电B B阴极射阴极射线带正正电C C阴极射阴极射线的比荷比的比荷比氢原子核的比荷大原子核的比荷大D D阴极射阴极射线的比
13、荷比的比荷比氢原子核的比荷小原子核的比荷小AC第17页，讲稿共30张，创作于星期二C C2 2、关于阴极射、关于阴极射线的的实质，下列，下列说法正确的是法正确的是()A A阴极射阴极射线实质是是氢原子原子B B阴极射阴极射线实质是是电磁波磁波C C阴极射阴极射线实质是是电子子D D阴极射阴极射线实质是是X X射射线第18页，讲稿共30张，创作于星期二3.3.关于电子的发现者，下列说法正确的是关于电子的发现者，下列说法正确的是 ()A A英国的汤姆孙英国的汤姆孙 B B德国的普吕克尔德国的普吕克尔 C C德国的戈德斯坦德国的戈德斯坦 D D美国的密立根美国的密立根A A第19页，讲稿共30张，创
14、作于星期二 汤姆孙发现了电子，并且知道了电子是带负电荷的，汤姆孙发现了电子，并且知道了电子是带负电荷的，人们推断出原子中还有带正电的物质。那么这两种物质是人们推断出原子中还有带正电的物质。那么这两种物质是怎样构成原子的呢？怎样构成原子的呢？第20页，讲稿共30张，创作于星期二英国物理学英国物理学家家汤姆孙汤姆孙汤姆孙原子模汤姆孙原子模型（枣糕模型）型（枣糕模型）汤姆孙的原子模型汤姆孙的原子模型 在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体，正电荷均匀在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子镶嵌其中。分布在整个球内，电子镶嵌其中。第21页，讲稿共30张，创作于星期二粒子散射实
15、验粒子散射实验 19091911年，英国物理学家卢瑟年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了福和他的助手们进行了 粒子散射实粒子散射实验。验。第22页，讲稿共30张，创作于星期二 绝大多数绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数粒子发生了较大的偏转，并且有极少数 粒子的偏转超过了粒子的偏转超过了90，有的甚至几乎达到有的甚至几乎达到180。粒子散射实验的结果粒子散射实验的结果第23页，讲稿共30张，创作于星期二西瓜模型或枣糕模型能否解释这种现象？西瓜模型或枣糕模型能否解释这种现象？根据汤姆孙模型计算的结果：电
16、子质量很小，对根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 粒子的运动粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，粒子所受库仑力粒子所受库仑力也很小，故也很小，故 粒子偏转角度不会很大。粒子偏转角度不会很大。第24页，讲稿共30张，创作于星期二原子的核式结构的提出原子的核式结构的提出 在在原原子子的的中中心心有有一一个个很很小小的的核核，叫叫做做原原子子核核。原原子子的的全全部部正正电电荷荷和和几几乎乎全全部部质质量量都都集集中中在在原原子子核核里里，带带负负电电的的电电子子在在核核外外空空间间绕绕着核旋转。着核旋转。第25页，讲稿共30张，创作
17、于星期二原子核的核式结构 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷空旷”的，的，举一个简单的例子：举一个简单的例子：体育场体育场原原 子子原子核原子核第26页，讲稿共30张，创作于星期二原子核的电荷和大小原子核的电荷和大小 根据卢瑟福的原子核式模型和根据卢瑟福的原子核式模型和 粒子散射的实验数据，粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。的大小。(1)原子的半径约为原子的半径约为 10 10 m、原子核半径约是、原子核半径约是 10 15 m，原子核的体积只占
18、原子的体积的万亿分之一。，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。(2)原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。周期表内的原子序数相等。(3)电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。第27页，讲稿共30张，创作于星期二B1.在用在用 粒子粒子轰击轰击金箔的金箔的实验实验中，中，卢卢瑟福瑟福观观察到的察到的 粒子粒子的运的运动动情况是情况是()A.全部全部 粒子穿粒子穿过过金属箔后仍按原来的方向前金属箔后仍按原来的方向前进进 B.绝绝大多数大多数 粒子穿粒子穿过过金属箔后仍按原来的方向
19、前金属箔后仍按原来的方向前进进，少数少数发发生生较较大偏大偏转转，极少数甚至被，极少数甚至被弹弹回回 C.少数少数 粒子穿粒子穿过过金属箔后仍按原来的方向前金属箔后仍按原来的方向前进进，绝绝大多大多数数发发生生较较大偏大偏转转，甚至被，甚至被弹弹回回 D.全部全部 粒子都粒子都发发生很大偏生很大偏转转第28页，讲稿共30张，创作于星期二C2.卢卢瑟福瑟福 粒子散射粒子散射实验实验的的结结果果()A.证证明了明了质质子的存在子的存在 B.证证明了原子核是由明了原子核是由质质子和中子子和中子组组成的成的 C.说说明原子的全部正明原子的全部正电电荷和几乎全部荷和几乎全部质质量都集中在一量都集中在一个很小的核上个很小的核上 D.说说明原子的明原子的电电子只能在某些不子只能在某些不连续连续的的轨轨道上运道上运动动第29页，讲稿共30张，创作于星期二感谢大家观看第30页，讲稿共30张，创作于星期二