第一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)演示

（優(yōu)選）第一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)目前一頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)回顧：公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體,物質(zhì)由原子組成,原子不能被創(chuàng)造,也不能被毀滅,在化學(xué)變化中原子不可分割,他們的性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中保持不變。目前二頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)8儀器介紹陰極射線1、玻璃管，內(nèi)裝極其稀薄的氣體。2、電極，接上高壓電源的負(fù)極的一端稱“陰極”，另一端則稱為“陽極或?qū)﹃帢O”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(xiàn)一條光帶這種射線最早是1858年由德國物理學(xué)家普呂克爾

J.Plucker發(fā)現(xiàn)的，1876年另一位物理學(xué)家戈德斯坦E.Goldstein命名其為“陰極射線”目前三頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)陰極射線CathoderayJ.J湯姆孫J.JThomson1857～1940英國赫茲H.RudolfHertz1857～1894德國認(rèn)為陰極射線是一種“電磁波”認(rèn)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(zhuǎn)，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(xué)探索路……目前四頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)陰極射線的本質(zhì)一種認(rèn)為陰極射線像X射線一樣是電磁輻射一種認(rèn)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(jù)帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動規(guī)律，你知道哪些方法可以判斷運(yùn)動的帶電粒子所帶電荷的正負(fù)號？目前五頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)二、電子的發(fā)現(xiàn)1.認(rèn)識實(shí)驗(yàn)裝置的作用，分析陰極射線的運(yùn)動情況。及其課本上的思考與討論實(shí)驗(yàn)裝置自學(xué)指導(dǎo)：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(xiàn)及其意義kABD2P2p1p3D1+_+_氣體放電管示意圖目前六頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)湯姆孫的氣體放電管的示意圖

帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比——比荷q/m，是一個(gè)重要的物理量。根據(jù)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。目前七頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)1.當(dāng)金屬板D1、D2之間未加電場時(shí)，射線不偏轉(zhuǎn)，射在屏上P1點(diǎn)。施加電場E之后，射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上P2處。由此可以推斷陰極射線帶有什么性質(zhì)的電荷？湯姆孫的氣體放電管的示意圖目前八頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)2.如果要抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它從P2點(diǎn)回到

P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個(gè)大小、方向合適的磁場。這個(gè)磁場的方向是？寫出此時(shí)每個(gè)陰極射線微粒（質(zhì)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(dá)式嗎？湯姆孫的氣體放電管的示意圖目前九頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn).........

..................B速度選擇器VqEqVBE＋＋＋＋＋＋＋＋－－－－－－－－DC目前十頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)湯姆遜管

設(shè)粒子質(zhì)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(zhuǎn)，則受力平衡:電場力：磁場力：目前十一頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)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(qiáng)度E也是已知量。磁感應(yīng)強(qiáng)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目前十二頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)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(yùn)動方向垂直。陰極射線在有磁場的區(qū)域?qū)纬梢粋€(gè)半徑為r的圓弧(r可以通過P3的位置算出)。此時(shí)，組成陰極射線的粒子做圓周運(yùn)動的向心力就是______力。湯姆孫的氣體放電管的示意圖目前十三頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)....................................B帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)模型VLqVBOr磁偏轉(zhuǎn)模型的原理只存在磁場的情況下，偏轉(zhuǎn)圓弧為圓周運(yùn)動一部分，出磁場后成勻速直線運(yùn)動根據(jù)有關(guān)幾何知識，我們一定是可以求出帶電粒子圓周運(yùn)動的半徑r的。測得射出磁場時(shí)速度偏角為θθθ目前十四頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論1897年，湯姆孫得出陰極射線的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。

當(dāng)湯姆孫在測定比荷實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，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(zhì)都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。目前十五頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)

電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元。電子

美國科學(xué)家密立根又精確地測定了電子的電量：

e=1.6022×10－19C

根據(jù)荷質(zhì)比，可以精確地計(jì)算出電子的質(zhì)量為：

m=9.1094×10－31kg質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值：目前十六頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)1.關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，判斷正確的是(

)A．陰極射線帶負(fù)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目前十七頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)C2、關(guān)于陰極射線的實(shí)質(zhì)，下列說法正確的是(

)A．陰極射線實(shí)質(zhì)是氫原子B．陰極射線實(shí)質(zhì)是電磁波C．陰極射線實(shí)質(zhì)是電子D．陰極射線實(shí)質(zhì)是X射線目前十八頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)3.關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)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目前十九頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)

湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并且知道了電子是帶負(fù)電荷的，人們推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì)。那么這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？？目前二十頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)英國物理學(xué)家湯姆孫湯姆孫原子模型（棗糕模型）湯姆孫的原子模型

在湯姆孫的原子模型中，原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，電子鑲嵌其中。目前二十一頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)α粒子散射實(shí)驗(yàn)

1909～1911年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行了α

粒子散射實(shí)驗(yàn)。目前二十二頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)

絕大多數(shù)

α

粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)

α

粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)

α

粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°。α

粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果目前二十三頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)西瓜模型或棗糕模型能否解釋這種現(xiàn)象？

根據(jù)湯姆孫模型計(jì)算的結(jié)果：電子質(zhì)量很小，對

α

粒子的運(yùn)動方向不會發(fā)生明顯影響；由于正電荷均勻分布，α

粒子所受庫侖力也很小，故

α

粒子偏轉(zhuǎn)角度不會很大。目前二十四頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)原子的核式結(jié)構(gòu)的提出

在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核。原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)。目前二十五頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)原子核的核式結(jié)構(gòu)

根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠”的，舉一個(gè)簡單的例子：體育場原子原子核目前二十六頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)原子核的電荷和大小

根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù)，還可以估計(jì)出原子核的大小。(1)原子的半徑約為10─10

m、原子核半徑約是10─15

m，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(shù)與核外電子數(shù)以及該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等。(3)電子繞核旋轉(zhuǎn)所需向心力就是核對它的庫侖力。目前二十七頁\總數(shù)二十八頁\編于二十二點(diǎn)B1.在用α粒子轟擊金箔的