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1、新课标高中物理选修新课标高中物理选修3 35 5第十八章第十八章 原子结构原子结构世间万物是由原子构成的世间万物是由原子构成的世间万物是由原子构成的世间万物是由原子构成的原子是一种最后的不可分割的物质微粒原子是一种最后的不可分割的物质微粒原子是一种最后的不可分割的物质微粒原子是一种最后的不可分割的物质微粒 德谟克利特德谟克利特德谟克利特德谟克利特Democritus Democritus Democritus Democritus 古希腊哲学家古希腊哲学家古希腊哲学家古希腊哲学家约前约前约前约前460460460460前前前前370 370 370 370 道尔顿道尔顿道尔顿道尔顿英国化学家英
2、国化学家英国化学家英国化学家1766-1844 1766-1844 1766-1844 1766-1844 每种化学元素都有它对应的原子每种化学元素都有它对应的原子每种化学元素都有它对应的原子每种化学元素都有它对应的原子原子是最微小的不可分割的实心球体原子是最微小的不可分割的实心球体原子是最微小的不可分割的实心球体原子是最微小的不可分割的实心球体 汤姆生对汤姆生对阴极射线阴极射线等现等现象的研究中发现了电子象的研究中发现了电子,从从而敲开了原子的大门而敲开了原子的大门.汤姆生的伟大发现汤姆生的伟大发现体验电子发现之旅体验电子发现之旅思考思考1 1.产生条件产生条件：一、阴极射线一、阴极射线在阴
3、、阳极加高压。在阴、阳极加高压。2 2.来自哪里来自哪里：阴极材料本身。阴极材料本身。阴极射线管结构阴极射线管结构二、阴极射线的本质二、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 X射线一样是电磁波射线一样是电磁波一种认为阴极射线是带电微粒一种认为阴极射线是带电微粒思考思考1 1：电磁波和带电微粒最大的区别是什么？电磁波和带电微粒最大的区别是什么？思考思考2 2：如何检验阴极射线是电磁波还是带电微粒？如何检验阴极射线是电磁波还是带电微粒？电磁波不带电，且速度比带电粒子大的多电磁波不带电，且速度比带电粒子大的多思考思考3 3：如何判断阴极射线带正电还是带负电？如何判断阴极射线带正电还是
4、带负电？1.1.当金属板当金属板DD1 1、DD2 2之间之间未加电场未加电场时，射线不偏转，时，射线不偏转，射在屏上射在屏上P P1 1点。施加电场点。施加电场E E之后，射线发生偏转并之后，射线发生偏转并射到屏上射到屏上P P2 2处。处。问题问题:由此推断阴极射线带有由此推断阴极射线带有什么性质的电荷什么性质的电荷？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思考：思考：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P P2 2点点回到回到P P1 1，可以采取哪些措施？，可以采取哪些措施？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问题问题1:1:这个
5、磁场的方向向哪里？这个磁场的方向向哪里？问题问题2:2:求出阴极射线的速度求出阴极射线的速度v0的表达式的表达式？2.2.去掉去掉D D1 1、D D2 2间的磁场间的磁场B B，只保留电场，只保留电场E E问题问题1 1：阴极射线在电场中做什么运动？出电场后呢？阴极射线在电场中做什么运动？出电场后呢？问题问题2 2：打在打在P P2 2，试表示出在电场中偏转角的正切值？，试表示出在电场中偏转角的正切值？问题问题3 3：试计算出阴极射线的比荷？试计算出阴极射线的比荷？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18971897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是：年，汤姆孙得出阴极射线的本质
6、是：这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是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构成各种物质的共有成分共有成分。实验结果：实验结果：比荷约为质子的比荷约为质子的20002000倍倍 拓展研究对象：用拓展研究对象：用拓展研究对象：用拓展研究对象：用不同的材料不同的材料不同的材料不同的材料做阴极做实验都得到做阴极做实验都得到做阴极做实验都得到做阴极做实验都得到相同的结果。相同的结果。相同的结果。相同的结果。带带带带负负负负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。_实验结论：实验结论：实
7、验结论：实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本电子是原子的组成部分，是比原子更基本电子是原子的组成部分，是比原子更基本电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。的物质单元。的物质单元。的物质单元。后来汤姆孙粗略测得阴极射线的电荷量与氢离子后来汤姆孙粗略测得阴极射线的电荷量与氢离子电荷量大致相同，说明它的质量比任何一种分子和电荷量大致相同，说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，至此，汤姆生完全确认了电原子的质量都小得多，至此，汤姆生完全确认了电子的存在。子的存在。实验结论分析实验结论分析J.J J.J 汤姆孙汤姆孙汤姆孙汤姆孙(英国英国英国英国)1857185719401
8、940 1889 1889年年4 4月月3030日，日，J.J.J.J.汤姆汤姆孙正式宣布发现电子孙正式宣布发现电子;电子的发现，结束了关于电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论阴极射线本质的争论;从此，人类意识到，原子从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开探索原子结构的序幕由此拉开 由于由于J.J.J.J.汤姆生的杰出贡汤姆生的杰出贡献，献，19061906年他获得诺贝尔物理年他获得诺贝尔物理学奖。学奖。密立根密立根密立根密立根(美国美国美国美国)18681868年年年年19531953年年年年密立根油滴实验密立根油滴实验三、电子电量的精确测量三、电子电量的精确测量喷雾器喷雾器喷雾器喷雾器E EmgmgF F电电电电油滴油滴油滴油滴A AB B显微镜显微镜显微镜显微镜密立根油滴实验的原理图密立根油滴实验的原理图密立根测量出电子的电量：密立根测量出电子的电量：e=1.602210-19C根据比荷，可以精确地计算出电子的质量：根据比荷，可以精确地计算出电子的质量：m=9.109410-31kg质子质量与电子质量的比值：质子质量与电子质量的比值：小小 结结1.1.阴极射线来自：阴极射线来自：_2.2.阴极射线本质：阴极射线本质：_3.3.电子的带电量：电子的带电量：_4.4.电子的比荷：电子的比荷：_