電子的發(fā)現(xiàn)6 (改)

1、這些璀璨的燈光是如何產(chǎn)生的呢？這些璀璨的燈光是如何產(chǎn)生的呢？ 我們從了解原子結(jié)構(gòu)開始吧！我們從了解原子結(jié)構(gòu)開始吧！ 第十八章原子結(jié)構(gòu)第十八章原子結(jié)構(gòu) 第一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)第一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn) 湯姆生的偉大發(fā)現(xiàn)湯姆生的偉大發(fā)現(xiàn) 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子之前人們認(rèn)為原子是組成湯姆生發(fā)現(xiàn)電子之前人們認(rèn)為原子是組成 物體的最小微粒物體的最小微粒, ,是不可再分的是不可再分的. .湯姆生對(duì)湯姆生對(duì) 陰極射線等現(xiàn)象的研究中發(fā)現(xiàn)了電子陰極射線等現(xiàn)象的研究中發(fā)現(xiàn)了電子, ,從而從而 敲開了原子的大門敲開了原子的大門. . 一、探索陰極射線一、探索陰極射線 閱讀教材閱讀教材4747頁回答：頁回答： 1、什么是陰極射線？、什么是陰

2、極射線？ 2、對(duì)陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有哪兩種不同、對(duì)陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有哪兩種不同 的觀點(diǎn)？的觀點(diǎn)？ 思考與討論：思考與討論： 根據(jù)帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)帶電粒子在電、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)？荷的正負(fù)號(hào)？ 二、電子的發(fā)現(xiàn)二、電子的發(fā)現(xiàn) 閱讀教材閱讀教材4747頁最后一段到頁最后一段到4848頁最后一段：回答頁最后一段：回答 1 1、認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)裝置的作用，分析陰極射線的運(yùn)動(dòng)情況。、認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)裝置的作用，分析陰極射線的運(yùn)動(dòng)情況。 實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 （1 1）K K、A A部分產(chǎn)生陰極射線部分產(chǎn)生陰極射線 （2

3、 2）A A、B B只讓水平運(yùn)動(dòng)的陰極射線通過只讓水平運(yùn)動(dòng)的陰極射線通過 （3 3）D D1 1、 、D D2 2之間加電場(chǎng)或磁場(chǎng)檢測(cè)陰極射線是否帶電和帶電性質(zhì) 之間加電場(chǎng)或磁場(chǎng)檢測(cè)陰極射線是否帶電和帶電性質(zhì) （4 4）熒光屏顯示陰極射線到達(dá)的位置，對(duì)陰極射線的偏轉(zhuǎn)做定量）熒光屏顯示陰極射線到達(dá)的位置，對(duì)陰極射線的偏轉(zhuǎn)做定量 的測(cè)定的測(cè)定 k k A AB B D D2 2 P P2 2 p p1 1 p p3 3 D D1 1 + _+ _ 運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析 實(shí)驗(yàn)過程中陰極射線是在哪幾種條件下通過金屬實(shí)驗(yàn)過程中陰極射線是在哪幾種條件下通過金屬 板板D D1 1、 、D D2 2的？在這幾種條

4、件下，陰極射線受到幾 的？在這幾種條件下，陰極射線受到幾 個(gè)力的作用？做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？個(gè)力的作用？做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？ （1）未加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線不受力，做未加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線不受力，做 勻速直線運(yùn)動(dòng)；勻速直線運(yùn)動(dòng)； （2）加電場(chǎng)、未加磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線只受庫(kù)侖）加電場(chǎng)、未加磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線只受庫(kù)侖 力，做類平拋運(yùn)動(dòng)力，做類平拋運(yùn)動(dòng)； （3）加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線受庫(kù)侖力和洛）加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，陰極射線受庫(kù)侖力和洛 倫茲力，通過調(diào)整電場(chǎng)、磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可使其做倫茲力，通過調(diào)整電場(chǎng)、磁場(chǎng)的強(qiáng)度，可使其做 勻速直線運(yùn)動(dòng)；勻速直線運(yùn)動(dòng)； （4） 加磁場(chǎng)、未加電場(chǎng)時(shí)，陰極射線只受洛倫加磁場(chǎng)、未

5、加電場(chǎng)時(shí)，陰極射線只受洛倫 茲力作用，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。茲力作用，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 2 2、教材圖、教材圖18.1-218.1-2所示實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁?？所示?shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗?（1）判斷陰極射線是否帶電；）判斷陰極射線是否帶電； （2）如果陰極射線帶電，則測(cè)出其比）如果陰極射線帶電，則測(cè)出其比 荷。荷。 3 3、18.1-218.1-2所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)陰極射線比荷的基本思所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)陰極射線比荷的基本思 路是怎樣的？路是怎樣的？ 加電場(chǎng)使陰極射線偏轉(zhuǎn)加電場(chǎng)使陰極射線偏轉(zhuǎn) 再加磁場(chǎng)使陰極射線不偏轉(zhuǎn)再加磁場(chǎng)使陰極射線不偏轉(zhuǎn) 每個(gè)陰極射線微粒受到的庫(kù)侖力等于洛倫茲力求每個(gè)陰極射線微粒受到的庫(kù)侖

6、力等于洛倫茲力求 出陰極射線的速度出陰極射線的速度 只保留磁場(chǎng)，讓陰極射線粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，只保留磁場(chǎng)，讓陰極射線粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 其向心力是洛倫茲力，進(jìn)一步求出陰極射線的比其向心力是洛倫茲力，進(jìn)一步求出陰極射線的比 荷。荷。 4 4、根據(jù)思考與討論自己推導(dǎo)陰極射、根據(jù)思考與討論自己推導(dǎo)陰極射 線的比荷線的比荷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B 速度選擇器速度選擇器 V qE qVB E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . B 帶電粒子帶電粒子 在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)模型在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)模型 V L d qVB O r 2 d r 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)模型帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)模型 V qE y Y DL E d O 1 1、若平行板間電場(chǎng)強(qiáng)度為、若平行板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E,E,在垂直電場(chǎng)方向上加一在垂直電場(chǎng)方向上加一 怎樣的磁場(chǎng)怎樣的磁場(chǎng), ,可以讓粒子在可以讓粒子在D D1 1D D2 2間做間做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)？ 2 2、撤去電場(chǎng)、撤去電場(chǎng), ,以速度以速度v v垂直進(jìn)入磁場(chǎng)垂直進(jìn)入磁場(chǎng)B B中的粒子中的粒子, ,做做 勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng) 2 v mevB r rB E m q 2 189

8、71897年得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果：年得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 荷質(zhì)比約為質(zhì)子的荷質(zhì)比約為質(zhì)子的20002000倍倍 可以測(cè)出速度大小可以測(cè)出速度大小v + + - - eE=evB B E v 聯(lián)立聯(lián)立 解得解得 湯姆孫還發(fā)現(xiàn)用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)荷湯姆孫還發(fā)現(xiàn)用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)荷 質(zhì)比數(shù)值都相同。這說明什么？質(zhì)比數(shù)值都相同。這說明什么？ 進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)：確定電荷量和質(zhì)量進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)：確定電荷量和質(zhì)量 湯姆孫湯姆孫進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)得到了什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果？得到了什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果？ 這種帶電粒子是構(gòu)成這種帶電粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。各種物質(zhì)的共有成分。 粒子的電荷量粒子的電荷量 與氫離子的大與氫離子的大 致

9、相同。致相同。 這種組成陰極射線的帶電粒子被稱為這種組成陰極射線的帶電粒子被稱為電子電子。 意意 義義 在在1919世紀(jì)末年，物理學(xué)的世紀(jì)末年，物理學(xué)的三項(xiàng)重大三項(xiàng)重大的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：X X 射線、放射性和電子射線、放射性和電子。電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到自。電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到自 然界還有然界還有比原子更小的實(shí)物比原子更小的實(shí)物。電子的發(fā)現(xiàn)打開了通。電子的發(fā)現(xiàn)打開了通 向原子物理學(xué)的大門向原子物理學(xué)的大門 , ,人們開始研究原子的結(jié)構(gòu)人們開始研究原子的結(jié)構(gòu)。 荷質(zhì)比大有兩種可能：或者這種帶電粒子的電荷量很荷質(zhì)比大有兩種可能：或者這種帶電粒子的電荷量很 大；或者它的質(zhì)量很小。大；或者它的

10、質(zhì)量很小。 有關(guān)陰極射線有關(guān)陰極射線 實(shí)驗(yàn)總結(jié)實(shí)驗(yàn)總結(jié) 帶負(fù)電，且電荷量與氫離子相同帶負(fù)電，且電荷量與氫離子相同 質(zhì)量是最輕的原子近質(zhì)量是最輕的原子近 1/2000 1/2000 陰極射線是由 比最小的原子還小的多的 帶負(fù)電荷的微粒 構(gòu)成的 正離子的轟擊正離子的轟擊 紫外線照射紫外線照射 放射性物質(zhì)放射性物質(zhì) 陰極射線陰極射線 光電流光電流 射線射線 金屬受熱金屬受熱 熱離子流熱離子流 J.J J.J 湯姆孫湯姆孫( (英國(guó)英國(guó)) ) 1857 1857 19401940 1889 1889年年4 4月月3030日，日，J.J.J.J.湯姆孫正式宣湯姆孫正式宣 布發(fā)現(xiàn)電子布發(fā)現(xiàn)電子; ; 電子

11、的發(fā)現(xiàn)，結(jié)束了關(guān)于陰極射線電子的發(fā)現(xiàn)，結(jié)束了關(guān)于陰極射線 本質(zhì)的爭(zhēng)論本質(zhì)的爭(zhēng)論; ; 從此，人類意識(shí)到，原子并不是組從此，人類意識(shí)到，原子并不是組 成物質(zhì)的最小單位，探索原子結(jié)構(gòu)的成物質(zhì)的最小單位，探索原子結(jié)構(gòu)的 序幕由此拉開序幕由此拉開 由于由于J.J.J.J.湯姆生的杰出貢獻(xiàn)，湯姆生的杰出貢獻(xiàn)，19061906 年他獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年他獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 19 1.60217733 4910Ce （ ） 密立根油滴實(shí)驗(yàn)密立根油滴實(shí)驗(yàn) 密立根密立根 (美國(guó)) Robert A.Millikan 1868年1953年 密立根油滴實(shí)驗(yàn) 密立根油滴實(shí)驗(yàn)密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理圖 Ce 19 10

12、6022. 1 根據(jù)荷質(zhì)比，可以精確地計(jì)算出電子的質(zhì)量根據(jù)荷質(zhì)比，可以精確地計(jì)算出電子的質(zhì)量 kgm 31 101094. 9 質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值 mp/me=1836 19101910年美國(guó)物理學(xué)家密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)第一次較為精確測(cè)年美國(guó)物理學(xué)家密立根利用油滴實(shí)驗(yàn)第一次較為精確測(cè) 量出電子電荷量量出電子電荷量 密立根通過實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，電荷具有量子化的特征。即任何電密立根通過實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，電荷具有量子化的特征。即任何電 荷只能是荷只能是e e的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。 1 1、關(guān)于密立根、關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)油滴實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)意義，的科學(xué)意義， 下列說法正確的是下列說法正確的

13、是 ( )( ) A A測(cè)得了電子的電荷量測(cè)得了電子的電荷量 B B提出了電荷分布的量子化觀點(diǎn)提出了電荷分布的量子化觀點(diǎn) C C為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻(xiàn)為電子質(zhì)量的最終獲得作出了突出貢獻(xiàn) D D為人類進(jìn)一步研究原子的結(jié)構(gòu)提供了一為人類進(jìn)一步研究原子的結(jié)構(gòu)提供了一 定的理論依據(jù)定的理論依據(jù) ABCD 課堂檢測(cè)課堂檢測(cè) 【課堂例題】一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在【課堂例題】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，時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏， 則：（則：（ ） A導(dǎo)線中的電流由導(dǎo)線中的電流由A流向流向B

14、 B導(dǎo)線中的電流由導(dǎo)線中的電流由B流向流向A C若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變?nèi)粢闺娮邮膹桔E往上偏，可以通過改變AB中的電流中的電流 方向來實(shí)現(xiàn)方向來實(shí)現(xiàn) D電子束的徑跡與電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)中的電流方向無關(guān) AB BC 2.2.關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，判斷正確的是關(guān)于陰極射線的性質(zhì)，判斷正確的是( ( ) ) A A陰極射線帶負(fù)電陰極射線帶負(fù)電 B B陰極射線帶正電陰極射線帶正電 C C陰極射線的比荷比氫原子核的比荷大陰極射線的比荷比氫原子核的比荷大 D D陰極射線的比荷比氫原子核的比荷小陰極射線的比荷比氫原子核的比荷小 AC C 3 3、關(guān)于陰極射線的實(shí)質(zhì)，下列說法正、關(guān)于陰極射線的實(shí)質(zhì)，下列說法正 確的是確的是( ( ) ) A A陰極射線實(shí)質(zhì)是氫原子陰極射線實(shí)質(zhì)是氫原子 B B陰極射線實(shí)質(zhì)是電磁波陰極射線實(shí)質(zhì)是電磁波 C C陰極射線實(shí)質(zhì)是電子陰極射線實(shí)質(zhì)是電子 D D陰極射線實(shí)質(zhì)是陰極射線實(shí)質(zhì)是X X射線射線 4.4.關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)者，下列說法正確的是關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)者，下列說法正確的是 ( () ) A A英國(guó)的湯姆孫英國(guó)的湯姆孫 B B德國(guó)的普呂克爾德國(guó)的普呂克爾 C C德國(guó)的戈德斯坦德國(guó)的戈德斯坦 D D美國(guó)的密立根美國(guó)的密立