第一節(jié)-電子的發(fā)現ppt課件

.,第十八章原子結構,第一節(jié)電子的發(fā)現,.,回顧：公元前5世紀，希臘哲學家德謨克利特等人認為：萬物是由大量的不可分割的微粒構成的，即原子。,19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體,物質由原子組成,原子不能被創(chuàng)造,也不能被毀滅,在化學變化中原子不可分割,他們的性質在化學反應中保持不變。,.,陰極射線,1、玻璃管，內裝極其稀薄的氣體。2、電極，接上高壓電源的負極的一端稱“陰極”，另一端則稱為“陽極或對陰極”3、演示:接通高壓電源后，從陰極會射出一種射線，撞在熒光板上發(fā)光，出現一條光帶,這種射線最早是1858年由德國物理學家普呂克爾J.Plucker發(fā)現的，1876年另一位物理學家戈德斯坦E.Goldstein命名其為“陰極射線”,.,陰極射線Cathoderay,J.J湯姆孫J.JThomson18571940英國,赫茲H.RudolfHertz18571894德國,認為陰極射線是一種“電磁波”,認為陰極射線是一種“高速粒子流”,PK,我看到的是：1、它在電場中不偏轉，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,重走科學探索路,.,陰極射線的本質,一種認為陰極射線像X射線一樣是電磁輻射,一種認為陰極射線是帶電微粒,思考1：電磁輻射和帶電微粒最大的區(qū)別是什么？,思考2：根據帶電粒子在電磁場中的運動規(guī)律，你知道哪些方法可以判斷運動的帶電粒子所帶電荷的正負號？,.,二、電子的發(fā)現,1.認識實驗裝置的作用，分析陰極射線的運動情況。及其課本上的思考與討論實驗裝置,自學指導：閱讀教材47頁最后一段到48頁最后一段：思考問題,2.電子的發(fā)現及其意義,氣體放電管示意圖,.,湯姆孫的氣體放電管的示意圖,帶電粒子的電荷量與其質量之比比荷q/m，是一個重要的物理量。根據帶電粒子在電場和磁場中受力的情況，可以得出組成陰極射線的微粒的比荷。下面我們自己算一算。,.,1.當金屬板D1、D2之間未加電場時，射線不偏轉，射在屏上P1點。施加電場E之后，射線發(fā)生偏轉并射到屏上P2處。由此可以推斷陰極射線帶有什么性質的電荷？,湯姆孫的氣體放電管的示意圖,.,2.如果要抵消陰極射線的偏轉，使它從P2點回到P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個大小、方向合適的磁場。這個磁場的方向是？寫出此時每個陰極射線微粒（質量為m，速度為v）受到的洛侖茲力和電場力。你能求出陰極射線的速度v的表達式嗎？,湯姆孫的氣體放電管的示意圖,.,速度選擇器,.,湯姆遜管,設粒子質量為m，帶電荷為e,受到磁場力和電場力的作用，如果不發(fā)生偏轉，則受力平衡:,電場力：,磁場力：,.,3.由于金屬板D1、D2間的距離是已知的，兩板間的電壓是可測量的，所以兩板間的電場強度E也是已知量。磁感應強度B可以由電流的大小算出，同樣按已知量處理。,湯姆孫的氣體放電管的示意圖,.,4.如果去掉D1、D2間的電場E，只保留磁場B，磁場方向與射線運動方向垂直。陰極射線在有磁場的區(qū)域將會形成一個半徑為r的圓弧(r可以通過P3的位置算出)。此時，組成陰極射線的粒子做圓周運動的向心力就是_力。,湯姆孫的氣體放電管的示意圖,.,帶電粒子在磁場中偏轉模型,O,r,磁偏轉模型的原理只存在磁場的情況下，偏轉圓弧為圓周運動一部分，出磁場后成勻速直線運動根據有關幾何知識，我們一定是可以求出帶電粒子圓周運動的半徑r的。測得射出磁場時速度偏角為,.,實驗結論,1897年，湯姆孫得出陰極射線的本質是帶負電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。,當湯姆孫在測定比荷實驗時發(fā)現，用不同材料的陰極做實驗，所發(fā)出射線的粒子都有相同的比荷，這表明什么？,這說明不同物質都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構成各種物質的共有成分。,.,電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質單元。,電子,美國科學家密立根又精確地測定了電子的電量：e=1.60221019C根據荷質比，可以精確地計算出電子的質量為：m=9.10941031kg,質子質量與電子質量的比值：,.,1.關于陰極射線的性質，判斷正確的是()A陰極射線帶負電B陰極射線帶正電C陰極射線的比荷比氫原子核的比荷大D陰極射線的比荷比氫原子核的比荷小,AC,.,C,2、關于陰極射線的實質，下列說法正確的是()A陰極射線實質是氫原子B陰極射線實質是電磁波C陰極射線實質是電子D陰極射線實質是X射線,.,3.關于電子的發(fā)現者，下列說法正確的是()A英國的湯姆孫B德國的普呂克爾C德國的戈德斯坦D美國的密立根,A,.,湯姆孫發(fā)現了電子，并且知道了電子是帶負電荷的，人們推斷出原子中還有帶正電的物質。那么這兩種物質是怎樣構成原子的呢？,？,.,湯姆孫的原子模型,在湯姆孫的原子模型中，原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球內，電子鑲嵌其中。,.,粒子散射實驗,19091911年，英國物理學家盧瑟福和他的助手們進行了粒子散射實驗。,.,絕大多數粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但少數粒子發(fā)生了較大的偏轉，并且有極少數粒子的偏轉超過了90，有的甚至幾乎達到180。,粒子散射實驗的結果,.,西瓜模型或棗糕模型能否解釋這種現象？,根據湯姆孫模型計算的結果：電子質量很小，對粒子的運動方向不會發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，粒子所受庫侖力也很小，故粒子偏轉角度不會很大。,.,原子的核式結構的提出,在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉。,.,原子核的核式結構,根據盧瑟福的原子結構模型，原子內部是十分“空曠”的，舉一個簡單的例子：,體育場,.,原子核的電荷和大小,根據盧瑟福的原子核式模型和粒子散射的實驗數據，可以推算出各種元素原子核的電荷數，還可以估計出原子核的大小。(1)原子的半徑約為1010m、原子核半徑約是1015m，原子核的體積只占原子的體積的萬億分之一。(2)原子核所帶正電荷數與核外電子數以及該元素在周期表內的原子序數相等。(3)電子繞核旋轉所需向心力就是核對它的庫侖力。,.,B,1.在用粒子轟擊金箔的實驗中，盧瑟福觀察到的粒子的運動情況是()A.全部粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進B.絕大多數粒子穿過金屬箔后仍按原來的方向前進，少數發(fā)生較大偏轉，極少數甚至被彈回C.少數粒子穿過金屬箔后仍按原來的