高中政治 第1課 生活在人民當(dāng)家作主的國家 第2框 政治權(quán)利與義務(wù)參與政治生活的基礎(chǔ)課件 新人教版必修2 (1679)

1、1 1電子的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn)2 2原子的核式結(jié)構(gòu)模型原子的核式結(jié)構(gòu)模型讀一讀思一思辨一辨議一議一、閱讀教材第47、48頁“陰極射線”和“電子的發(fā)現(xiàn)”部分,知道陰極射線和電子的發(fā)現(xiàn)歷史,理解陰極射線的特點(diǎn)。1.什么是陰極射線?答案:科學(xué)家用真空度很高的真空管做放電實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)真空管陰極發(fā)射出的一種射線,叫作陰極射線。2.陰極射線的特點(diǎn)有哪些?答案:(1)在真空中沿直線傳播;(2)碰到物體可使物體發(fā)出熒光。3.電子的發(fā)現(xiàn)過程是什么?答案:湯姆孫讓陰極射線分別通過電場或磁場,根據(jù)偏轉(zhuǎn)情況,證明了它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流,并求出了其比荷。4.密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”精確地測出了電子電荷。電子電荷量一

2、般取e=1.610-19 C,電子質(zhì)量me=9.110-31 kg。 讀一讀思一思辨一辨議一議二、閱讀教材第51頁“粒子散射實(shí)驗(yàn)”部分,知道什么是粒子,知道粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1.粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由哪幾部分組成的?答案:粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由粒子源、金箔、放大鏡、熒光屏等組成。2.粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么?答案:絕大多數(shù)粒子穿過金箔后,基本上仍沿原來的方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90。3.什么是盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型?答案:1911年由盧瑟福提出,在原子中心有一個(gè)很小的核,叫原子核。它集中了全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量,電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。讀一讀思一思辨一辨議一

3、議1.思考辨析。(1)陰極射線是由陰極發(fā)出的粒子撞擊到玻璃管壁上而產(chǎn)生的熒光。 ()解析:陰極射線是由陰極直接發(fā)出的。答案:(2)在粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置中,粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中。 ()解析:實(shí)驗(yàn)如果真空度不高也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成極大影響。答案:(3)粒子散射實(shí)驗(yàn)是由盧瑟福在十九世紀(jì)獨(dú)立完成的。 ()解析:粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福跟他的學(xué)生蓋革和馬斯頓于1909年進(jìn)行的。答案:讀一讀思一思辨一辨議一議2.探究討論。(1)人們對(duì)陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有兩種觀點(diǎn),一種觀點(diǎn)認(rèn)為是電磁輻射,另一種觀點(diǎn)認(rèn)為是帶電微粒,你認(rèn)為應(yīng)如何判斷哪種觀點(diǎn)正確?答案:可以讓陰極射線通過電場或磁場,若射線垂直于磁場方向

4、通過磁場后發(fā)生了偏轉(zhuǎn),則該射線是由帶電微粒組成的。(2)有人認(rèn)為粒子發(fā)生散射的主要原因是粒子撞擊到了金箔原子上,好像兩個(gè)玻璃球的碰撞一樣發(fā)生的反彈,這種觀點(diǎn)正確嗎?答案:粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用,在微觀領(lǐng)域庫侖斥力非常強(qiáng)大,二者無法碰在一起。探究一探究二探究三陰極射線陰極射線電子的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn)問題導(dǎo)引在如圖所示的演示實(shí)驗(yàn)中,K和A之間加上近萬伏的高電壓后,玻璃管壁上觀察到什么現(xiàn)象?該現(xiàn)象說明了什么問題?要點(diǎn)提示:玻璃管壁上觀察到淡淡的熒光及管中物體在玻璃管壁上的影,這說明陰極能夠發(fā)出某種射線,并且撞擊玻璃引起熒光。探究一探究二探究三名師精講對(duì)陰極射線管裝置及其射線的理

5、解1.裝置現(xiàn)象真空玻璃管兩極加上高電壓玻璃管壁上發(fā)出熒光2.德國物理學(xué)家戈德斯坦將陰極發(fā)出的射線命名為陰極射線。3.猜想(1)陰極射線是一種電磁輻射。(2)陰極射線是帶電微粒。4.英國物理學(xué)家湯姆孫讓陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn),得知射線帶負(fù)電并測出了其比荷。5.密立根通過“油滴實(shí)驗(yàn)”精確測定了電子的電荷量和電子的質(zhì)量。探究一探究二探究三6.電子發(fā)現(xiàn)的意義電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)比原子小的粒子。電子的發(fā)現(xiàn)打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念,使人們認(rèn)識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒,原子本身也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這是人類對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的一次飛躍,開創(chuàng)了探索原子結(jié)構(gòu)奧秘的新時(shí)代。湯姆孫也由于發(fā)現(xiàn)了電子,不僅榮獲了19

6、06年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),而且被后人譽(yù)為“最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人”。 陰極射線的本質(zhì)是帶電的粒子流,即電子流。探究一探究二探究三典例剖析【例題1】陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出,在其間的高電壓下加速飛向陽極,如圖所示。若要使射線向上偏轉(zhuǎn),所加磁場的方向應(yīng)為()A.平行于紙面向左B.平行于紙面向上C.垂直于紙面向外 D.垂直于紙面向里【思考問題】 射線在磁場內(nèi)偏轉(zhuǎn)是受什么力?提示:受洛倫茲力作用。解析:由于陰極射線的本質(zhì)是電子流,陰極射線方向向右,說明電子的運(yùn)動(dòng)方向向右,相當(dāng)于存在向左的電流,利用左手定則,為使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面向上,磁場方向應(yīng)為垂直于紙面向外,故選項(xiàng)C正

7、確。答案:C探究一探究二探究三歸納總結(jié)探究陰極射線帶電性質(zhì)的方法 (1)在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場,通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)的變化和電場的情況確定帶電的性質(zhì)。若沿著電場線方向偏轉(zhuǎn),則粒子帶正電;若逆著電場線方向偏轉(zhuǎn),則粒子帶負(fù)電。 (2)使陰極射線垂直進(jìn)入磁場,根據(jù)亮點(diǎn)位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)。如果粒子按圖示方向進(jìn)入磁場,且做順時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng),則粒子帶正電;若做逆時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng),則粒子帶負(fù)電。探究一探究二探究三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1(多選)如圖所示,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)射線徑跡向下偏轉(zhuǎn),則()A.導(dǎo)線中的電流由A流向BB.導(dǎo)線中的電流

8、由B流向AC.若要使電子束的徑跡往上偏轉(zhuǎn),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)解析:陰極射線是高速電子流,由左手定則判斷可知,磁場垂直紙面向里,由安培定則可知,導(dǎo)線AB中的電流由B流向A,且改變AB中的電流方向時(shí)可以使電子束的軌跡往上偏。故選項(xiàng)B、C正確。答案:BC探究一探究二探究三帶電粒子比荷的測定方法帶電粒子比荷的測定方法問題導(dǎo)引帶電粒子的比荷有哪些測定方法?要點(diǎn)提示:兩種方法電偏轉(zhuǎn)、磁偏轉(zhuǎn)探究一探究二探究三名師精講密立根油滴實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)裝置密立根實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示: 兩塊水平放置的平行金屬板A、B與電源相接,使上板帶正電,下板帶負(fù)電。油滴從噴霧器噴出

9、后,經(jīng)上面金屬板中間的小孔,落到兩板之間的勻強(qiáng)電場中。大多數(shù)油滴在經(jīng)過噴霧器噴嘴時(shí),因摩擦而帶負(fù)電,油滴在電場力、重力和空氣阻力的作用下下降。觀察者可在強(qiáng)光照射下,借助顯微鏡進(jìn)行觀察。探究一探究二探究三(2)實(shí)驗(yàn)方法兩板間的電勢差、兩板間的距離都可以直接測得,從而確定極板間的電場強(qiáng)度E。但是由于油滴太小,其質(zhì)量很難直接測出。密立根通過測量油滴在空氣中下落的終極速度來測量油滴的質(zhì)量。沒加電場時(shí),由于空氣的黏性,油滴所受的重力大小很快就等于空氣給油滴的摩擦力而使油滴勻速下落,可測得速度v1.再加一足夠強(qiáng)的電場,使油滴做豎直向上的運(yùn)動(dòng),在油滴以速度v2勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),油滴所受的靜電力與重力、阻力平衡。根

10、據(jù)空氣阻力遵循的規(guī)律,即可求得油滴所帶的電荷量。 密立根油滴實(shí)驗(yàn)測得帶電油滴的電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍,從而證實(shí)了電荷是量子化的,并求得了其最小值即電子所帶的電荷量e。探究一探究二探究三典例剖析【例題2】為求得電子的比荷,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。其中兩正對(duì)極板M1、M2之間的距離為d,極板長度為L。若M1、M2之間不加任何電場或磁場,可在熒光屏上P點(diǎn)觀察到一個(gè)亮點(diǎn)。 在M1、M2兩極板間加極性如圖所示的電壓,并逐步調(diào)節(jié)增大,使熒光屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒光屏下方偏移,直到熒光屏上恰好看不見亮點(diǎn)為止,記下此時(shí)外加電壓為U。保持電壓U不變,對(duì)M1、M2區(qū)域再加一個(gè)大小、方向合適的磁場B,使熒光屏

11、正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn)。探究一探究二探究三(1)外加磁場方向如何?(2)請(qǐng)用U、B、L等物理量表示出電子的比荷 。【思考問題】 為什么加一合適的磁場B,能使熒光屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn)?提示:是因?yàn)殡娮邮茈妶隽吐鍌惼澚?二力平衡。探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2密立根油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在,揭示了電荷的非連續(xù)性。如圖所示是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理示意圖,設(shè)小油滴的質(zhì)量為m,調(diào)節(jié)兩極板間的電勢差U,當(dāng)小油滴懸浮不動(dòng)時(shí),測出兩極板間的距離為d。則可求出小油滴的電荷量q=。探究一探究二探究三粒子散射實(shí)驗(yàn)和核式結(jié)構(gòu)模型粒子散射實(shí)驗(yàn)和核式結(jié)構(gòu)模型問題導(dǎo)引湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子之

12、后,人們立刻進(jìn)行建立各種原子模型的嘗試,你都知道有哪些典型的模型呢?要點(diǎn)提示:湯姆孫的“棗糕模型”、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型。探究一探究二探究三名師精講1.關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題(1)粒子的實(shí)質(zhì):粒子 是從放射性物質(zhì)中發(fā)射出來的快速運(yùn)動(dòng)的粒子,實(shí)質(zhì)是失去兩個(gè)電子的氦原子核,帶有兩個(gè)單位的正電荷,質(zhì)量約為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7 300倍。探究一探究二探究三(2)實(shí)驗(yàn)裝置: 粒子源:釙放在帶小孔的鉛盒中,放射出高能粒子,帶兩個(gè)單位的正電荷,質(zhì)量約為氫原子質(zhì)量的4倍。金箔:特點(diǎn)是金原子的質(zhì)量大,且易延展成很薄的箔。放大鏡:能繞金箔在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。熒光屏:熒光屏裝在放大鏡上。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在真空

13、中進(jìn)行。金箔很薄,粒子很容易穿過。探究一探究二探究三(3)實(shí)驗(yàn)過程:粒子經(jīng)過一條細(xì)通道,形成一束射線,打在很薄的金箔上,由于金原子中的帶電粒子對(duì)粒子有庫侖力的作用,一些粒子會(huì)改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向。帶有放大鏡的熒光屏可以沿圖中虛線轉(zhuǎn)動(dòng),以統(tǒng)計(jì)向不同方向散射的粒子的數(shù)目。(4)粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:絕大多數(shù)粒子穿過金箔后,基本上仍沿原來的方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90。探究一探究二探究三2.原子核的電荷與尺度(1)原子內(nèi)的電荷關(guān)系:各種元素的原子核的電荷數(shù)與原子內(nèi)含有的電子數(shù)相等,非常接近它們的原子序數(shù)。(2)原子核的組成:原子核是由質(zhì)子和中子組成的,原子核的電荷數(shù)

14、就等于原子核中的質(zhì)子數(shù)。(3)原子核的大小:原子核半徑R的數(shù)量級(jí)為10-15 m,而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10-10 m。因而原子內(nèi)部十分“空曠”。 原子核半徑R的數(shù)量級(jí)為10-15 m,而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10-10 m。原子核半徑只相當(dāng)于原子半徑的十萬分之一,如果將原子比作足球場,那么原子核僅相當(dāng)于一只螞蟻大小,可見原子內(nèi)部十分“空曠”。探究一探究二探究三典例剖析【例題3】 右圖為盧瑟福粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖,圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉(zhuǎn)動(dòng),通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察粒子在各個(gè)角度的散射情況。下列說法正確的是()A.在圖中的A、B兩位置分別進(jìn)行觀察,相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)

15、一樣多B.在圖中的B位置進(jìn)行觀察,屏上觀察不到任何閃光C.盧瑟福選用不同金屬箔片作為粒子散射的靶,觀察到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相似D.粒子發(fā)生散射的主要原因是粒子撞擊到金箔原子后產(chǎn)生的反彈探究一探究二探究三【思考問題】 粒子發(fā)生散射的主要原因是什么?提示:粒子發(fā)生散射是因?yàn)槭艿皆雍藥靵龀饬Φ淖饔?距離原子核遠(yuǎn)近不同所受斥力大小也不同。解析:粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:絕大多數(shù)粒子沿原方向前進(jìn),少數(shù)粒子有大角度散射。所以A處觀察到的粒子數(shù)多,B處觀察到的粒子數(shù)少,所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。粒子發(fā)生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤,C正確。答案:C探究一探究二探究三變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3在盧瑟福粒子

16、散射實(shí)驗(yàn)中,只有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),其原因是()A.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里B.正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C.原子中存在著帶負(fù)電的電子D.原子的質(zhì)量在原子核內(nèi)是均勻分布的解析:原子的核式結(jié)構(gòu)正是建立在粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上的,C、D的說法沒有錯(cuò),但與題意不符。答案:A123451.(對(duì)陰極射線的認(rèn)識(shí))(多選)英國物理學(xué)家湯姆孫通過對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)()A.陰極射線在電場中偏向正極板一側(cè)B.陰極射線在磁場中受力情況跟正電荷受力情況相同C.不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同D.湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量解析:陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流,所以在電場中

17、偏向正極板一側(cè),A正確。由于電子帶負(fù)電,所以其在磁場中受力情況與正電荷不同,B錯(cuò)誤。不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流,所以它們的比荷是相同的,C錯(cuò)誤。在湯姆孫實(shí)驗(yàn)證實(shí)陰極射線就是帶負(fù)電的電子流時(shí)并未得出電子的電荷量,最早測出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根,D正確。答案:AD123452.(帶電粒子比荷的測定)關(guān)于密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”,下列說法正確的是()A.密立根利用電場力和磁場力平衡的方法,測得了帶電體的最小帶電荷量B.密立根利用電場力和重力平衡的方法,推測出了帶電體的最小帶電荷量C.密立根利用磁偏轉(zhuǎn)的知識(shí)推測出了電子的電荷量D.密立根“油滴實(shí)驗(yàn)”直接驗(yàn)證了電子的質(zhì)量不足氫離子質(zhì)量的千分之

18、一答案:B123453.(對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的理解)X表示金原子核,粒子射向金核被散射,若它們?nèi)肷鋾r(shí)的動(dòng)能相同,其偏轉(zhuǎn)軌道可能是下圖中的()解析:粒子離金核越遠(yuǎn)其所受斥力越小,軌道彎曲程度就越小,故選項(xiàng)D正確。答案:D123454.(原子的核式結(jié)構(gòu)模型)(多選)關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)模型,下列說法正確的是()A.原子中絕大部分是“空”的,原子核很小B.電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對(duì)它的庫侖力C.原子的全部電荷和質(zhì)量都集中在原子核里D.原子核的半徑的數(shù)量級(jí)是10-10 m解析:因?yàn)樵拥娜空姾珊蛶缀跞抠|(zhì)量都集中在原子核內(nèi),而原子核又很小,所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是“空”的,A正確,C錯(cuò)誤;電子繞原子核的圓周運(yùn)動(dòng)是原子核與電子間的庫侖引力提供向心力,B正確;原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-15 m,原子半徑的數(shù)量級(jí)是10-