高二物理競賽電子的發(fā)現(xiàn)課件

第一章原子的基本狀況1.1電子的發(fā)現(xiàn)1.2原子的質(zhì)量和大小1.3原子的核式結(jié)構(gòu)—alpha粒子散射實(shí)驗1.1電子的發(fā)現(xiàn)1.電子的發(fā)現(xiàn)1811年阿伏伽德羅假說一血。1任何原子的數(shù)目都為*1833年Faraday電解定律—血。1任何原子的單價離子永遠(yuǎn)帶有相同的電量-法拉第常數(shù)F電荷存在最小單位(1874Stony)“電子"(1881Stony)電子的發(fā)現(xiàn)者——J.J.Thomson1897年J?J.Thomson證實(shí)陰極射線由負(fù)電微粒組成，通過在電磁場中的偏轉(zhuǎn)測定e/me1899年Thomson分別測定e和％1910年Millikan油滴實(shí)驗精確測定e

—油滴實(shí)驗2.電子的電量和質(zhì)量（1）再加磁場：P2-〉P1(2)k去電場：射線成一圓湯姆孫在1897年使用的放電管可求電子的荷質(zhì)比e/meme（3）形軌跡1897年湯姆遜從如右圖放電管中的陰極射線發(fā)現(xiàn)了帶負(fù)電的電子，并測得了四比。evB

=eE—=1.7588x1011C/Kg加電場：偏轉(zhuǎn)P1-〉P2陰極射線帶負(fù)電meV

=evBre=1.602X10-19(C)me=9?109X10-31kg=1836.15me質(zhì)子質(zhì)量：mp

=1.6726x10-27Kg3.電子的大小固從電子的靜電固有能估計電子的經(jīng)典半徑：e2

15re

=-----------2.8x105

m=

2.8fm4吳mec2認(rèn)識到他在這方面的理論和實(shí)驗研究的巨大優(yōu)點(diǎn)J.J.Thomson(1856-1940)原子的質(zhì)量原子質(zhì)量單位和原子量各種原子的質(zhì)量各不相同，常用它們的相對值——原子量。原子質(zhì)量單位：u=1個'C的質(zhì)里怎)二丄(g)=1.66054X10-27(kg)12Na原子量瓦單個原子包含原子質(zhì)量單位(m)的個數(shù)，艮卩，1mo1原子以克為單位的質(zhì)量數(shù)。H：1.0079C：12.011O：15.999Cu：63.54

原子質(zhì)量絕對值元素X的一個原子的質(zhì)量絕對值:M

=A墮=A(u)1mol1H的質(zhì)量為lg，每個1H原子的質(zhì)量為1/NA(g)=1(u)1mo啲12C質(zhì)量為12g,每個12C原子的質(zhì)量為12/NA(g)=12(u)阿佛加德羅常數(shù)NA1mol原子或分子的數(shù)目，NA=6.022X1023/molM是聯(lián)系微觀物理量與宏觀物理量的紐帶例：①NAk=R普適氣體常數(shù)R,玻爾茲曼常數(shù)k②Nae=F

法拉第常數(shù)F=96486.7C/mol.原子的大小量級(2)根據(jù)氣體分子運(yùn)動論估算原子的大小氣體分子的平均自由程兀=—-4j2Nnr2N是單位體積內(nèi)的分子數(shù)，，是分子半徑。由實(shí)驗測得2和N,就可算出分子半徑兒對單原子分子'即是原子的半徑。原子的大小量級(3)根據(jù)范德瓦爾斯方程估算原子的大小_a1mo1氣體對應(yīng)的范德瓦爾斯方程(p+—

b)

=RTV范氏方程是對理想氣體狀態(tài)方程的一種改進(jìn)，特點(diǎn)在于將被理想氣體模型所忽略的氣體分子自身大小和分子間的相互作用力考慮進(jìn)來，以便更好地描述氣體的宏觀物理性質(zhì)。B約等于Imol氣體分子本身所占總體積的四倍。由實(shí)驗測得sb，就可算出分子半徑,，和原子半徑具有相同數(shù)量級不同原子的半徑元素原子量質(zhì)量密度單位：g

/cm3原子半徑單位：nmLi70.70.16Cu638.90.14Al272.70.16S322.070.18Pb20711.340.19原子的半徑都約為10-1。m即A的量宛

原子電中性=正電+負(fù)電（電子）正負(fù)電荷如何分布？原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣的??1911年，盧瑟福(E.Rutherford)提出了“核式結(jié)構(gòu)模型”像?1909年，盧瑟福助手蓋革(H.Geiger)和學(xué)生馬斯頓(E.Marsden)的alpha粒子散射實(shí)驗否定了Thomson模型?1903年，P.Lenard在研究陰極射線散射實(shí)驗時，發(fā)現(xiàn)“原子十分空虛”，高速電子很容易穿透原子，后者不像是一個真有10-10

m那樣半徑的實(shí)體球。二、a粒子的散射實(shí)驗（蓋革一馬斯頓實(shí)驗）Alpha粒子：氦原子核，放射性元素發(fā)射出的高速帶電粒子