高中物理 18.1 電子的發(fā)現(xiàn)課件 新人教版選修35(1).ppt

1電子的發(fā)現(xiàn) 1 知道陰極射線是由電子組成的 電子是原子的組成部分 是比原子更基本的物質(zhì)單元 2 體會(huì)電子的發(fā)現(xiàn)過程中蘊(yùn)含的科學(xué)方法 3 知道電荷是量子化的 即任何電荷只能是e的整數(shù)倍 4 領(lǐng)會(huì)電子的發(fā)現(xiàn)對(duì)揭示原子結(jié)構(gòu)的重大意義 本節(jié)由陰極射線和電子的發(fā)現(xiàn)兩部分內(nèi)容組成 重點(diǎn)是電子的發(fā)現(xiàn)過程蘊(yùn)含的科學(xué)方法 首先通過實(shí)驗(yàn)說明陰極射線的存在 然后指出科學(xué)家對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí) 最后仍然通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)了電子 電子的發(fā)現(xiàn)說明原子不是組成物質(zhì)的最小微粒 對(duì)揭示原子結(jié)構(gòu)有重大意義 是近代物理三大發(fā)現(xiàn)之一 電子發(fā)現(xiàn)是一個(gè)很好的培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題能力的內(nèi)容 認(rèn)識(shí)電子發(fā)現(xiàn)的重大意義 體會(huì)電子的發(fā)現(xiàn)過程中蘊(yùn)含的科學(xué)方法是教學(xué)中的重點(diǎn) 通過演示實(shí)驗(yàn)和歷史資料介紹 使學(xué)生通過觀察現(xiàn)象和閱讀歷史資料 達(dá)到教學(xué)目標(biāo) 19世紀(jì)末 在對(duì)氣體放電現(xiàn)象的研究中 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電子 從而得出 原子是可以分割的 是由更小的微粒組成的 演示實(shí)驗(yàn) 早在1858年 德國物理學(xué)家普呂克爾就發(fā)現(xiàn)了氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光放電現(xiàn)象 1876年 德國物理學(xué)家戈德斯坦認(rèn)為管壁上的熒光是由于玻璃受到的陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的 并把這種未知射線稱之為陰極射線 一 陰極射線 那么 陰極射線的本質(zhì)是什么 電子的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了怎樣的曲折過程 根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng) 磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 哪些方法可以判斷運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所帶電荷的正負(fù)號(hào) 答帶電粒子垂直于電場(chǎng)線或磁感線進(jìn)入電場(chǎng) 磁場(chǎng) 根據(jù)它們?cè)趫?chǎng)區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)情況進(jìn)行判定 二 電子的發(fā)現(xiàn) 英國物理學(xué)家湯姆孫在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 金屬板d1 d2之間未加電場(chǎng)時(shí) 射線不偏轉(zhuǎn) 射在屏上的p1點(diǎn) 按圖示方向加電場(chǎng)e之后 射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上的p2點(diǎn) 由此推斷 陰極射線帶有什么性質(zhì)的電荷 帶負(fù)電 我們已經(jīng)知道陰極射線是帶負(fù)電荷的粒子流 那么 如何求陰極射線微粒的比荷 為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 在平行金屬極板區(qū)域應(yīng)采取什么措施 在平行金屬板區(qū)域加一磁場(chǎng)且磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 當(dāng)滿足條件q b qe時(shí) 陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 即 e b 方法一 若撤去磁場(chǎng) 陰極射線由p1點(diǎn)偏離到p2 p2到p1豎直距離為y 屏幕到金屬板d1 d2右端的距離為d 你能算出陰極射線微粒的比荷嗎 p1 p2 根據(jù)幾何關(guān)系有 又 解得 p1 p2 y 方法二 利用磁場(chǎng)使組成陰極射線的粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn) 能否根據(jù)磁場(chǎng)的特點(diǎn)和組成陰極射線的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來計(jì)算組成陰極射線的粒子的比荷 p1 p2 y 只要測(cè)出粒子打到屏上的速度方向 與水平方向的夾角 p1 p2 o r y 比荷求法 1 用 電偏轉(zhuǎn) 測(cè)定組成陰極射線的粒子的比荷的表達(dá)式 2 用 磁偏轉(zhuǎn) 測(cè)定組成陰極射線的粒子的比荷的表達(dá)式 湯姆孫發(fā)現(xiàn) 用不同材料的陰極和不同的方法做實(shí)驗(yàn) 所得比荷的數(shù)值是相等的 這說明 這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分 由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的組成陰極射線的粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍 若這種粒子的電荷量與氫離子的電荷量相同 則其質(zhì)量約為氫離子質(zhì)量的近兩千分之一 湯姆孫后續(xù)的實(shí)驗(yàn)粗略測(cè)出了這種粒子的電荷量確實(shí)與氫離子的電荷量差別不大 證明了他當(dāng)初的猜測(cè)是正確的 后來 物理學(xué)家把新發(fā)現(xiàn)的這種組成陰極射線的粒子稱之為電子 電子的發(fā)現(xiàn) 電子發(fā)現(xiàn)以后 湯姆孫又進(jìn)一步研究了許多新現(xiàn)象 如下 電子的發(fā)現(xiàn)具有偉大的意義 因?yàn)檫@一事件使人們認(rèn)識(shí)到自然界中還有比原子更小的實(shí)物 電子的發(fā)現(xiàn)打開了通向原子物理學(xué)的大門 人們開始研究原子的結(jié)構(gòu) 湯姆孫被科學(xué)界譽(yù)為 一位最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人 電子發(fā)現(xiàn)的歷史影響 電子的電荷量是多少 由誰測(cè)量出來的 電子電荷量的發(fā)現(xiàn)說明了什么 第一次較為精確測(cè)量出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)量出來的 三 密立根油滴實(shí)驗(yàn) 1 陰極射線是由電子組成的 電子是原子的組成部分 2 電子發(fā)現(xiàn)的重大意義 3 知道電荷是量子化的 電子的發(fā)現(xiàn)打開了通向原子物理學(xué)的大門 人們開始研究原子的結(jié)構(gòu) 1 一只陰極射線管 左側(cè)不斷有電子射出 若在管的正下方 放一通電直導(dǎo)線ab時(shí) 發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏 則 a 導(dǎo)線中的電流由a流向bb 導(dǎo)線中的電流由b流向ac 若要使電子束的徑跡往上偏 可以通過改變ab中的電流方向來實(shí)現(xiàn)d 電子束的徑跡與ab中的電流方向無關(guān) bc 2 有一電子 電荷