第一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)

第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn)陰極射線管（高速運動的電子）一、探索陰極射線德國物理學(xué)家J.普呂克爾在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電現(xiàn)象1.玻璃壁上有淡淡的熒光2.管中物體在玻璃壁上有影實驗現(xiàn)象：1876年德國物理學(xué)家戈德斯坦認為管壁上的熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的。所以他把這種未知射線命名為陰極射線陰極射線是什么呢？陰極射線CathoderayJ.J湯姆孫J.JThomson1857～1940英國赫茲H.RudolfHertz1857～1894德國認為陰極射線是一種“電磁波”認為陰極射線是一種“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……二、電子的發(fā)現(xiàn)1、認識實驗裝置的作用，分析陰極射線的運動情況。湯姆孫的氣體放電管的示意圖實驗裝置（1）K、A部分產(chǎn)生陰極射線（2）A、B只讓水平運動的陰極射線通過（3）D1、D2之間加電場或磁場檢測陰極射線是否帶電和帶電性質(zhì)（4）熒光屏顯示陰極射線到達的位置，對陰極射線的偏轉(zhuǎn)做定量的測定kABD2p1D1p2p3二、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發(fā)現(xiàn)了電子。實驗裝置如圖所示，

金屬板D1D2之間未加電場時射線不偏轉(zhuǎn)，射在屏上的P1點，按圖示方向加電場E之后，射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上的P2點，由此推斷陰極射線帶有什么性質(zhì)的電荷？P2KAByP1P3D1D2思考:+-帶負電

問題1：我們判斷陰極射線是哪種帶電粒子流？2.思考與討論問題2：如何求比荷？負電

為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在平行極板區(qū)域應(yīng)采取什么措施？

P2KAByP1P3D1D2思考:

在平行板區(qū)域加一磁場且磁場方向必須垂直紙面向外，當(dāng)滿足條件時，則陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則：

法一、若撤去磁場,帶電粒子由P1點偏離到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，你能算出陰極射線的比荷嗎？求比荷的兩方法em螢?zāi)籐Dv0yP2KAByP1P3D1D2emy1y2螢?zāi)籐Dv0yθ又因為：

且

化簡得：

法二：利用磁場使帶電的陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能否根據(jù)磁場的特點和帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律來計算陰極射線的比荷？熒光屏LDv0θ熒光屏LDv0θθP2

陰極射線打在屏上的P2點，只要測出粒子打到屏上的速度方向（與水平方向的夾角θ）由圖可知：1897年，湯姆孫得出陰極射線的本質(zhì)是帶負電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。

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。實驗結(jié)果：荷質(zhì)比約為質(zhì)子的2000倍

進一步拓展研究對象：用不同的材料做陰極做實驗，光電效應(yīng)、熱離子發(fā)射效應(yīng)、β射線（研究對象普遍化）。實驗結(jié)論：電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元。

荷質(zhì)比約為質(zhì)子（氫離子）比荷的2000倍。是電荷比質(zhì)子大？還是質(zhì)量比質(zhì)子??？

湯姆孫猜測：這可能表示陰極射線粒子電荷量的大小與一個氫離子一樣，而質(zhì)量比氫離子小得多。

后來湯姆孫測得了這種粒子的電荷量與氫離子電荷量大致相同，說明它的質(zhì)量比任何一種分子和原子的質(zhì)量都小得多，至此，湯姆孫完全確認了電子的存在。后來陰極射線的粒子被稱為電子3、實驗結(jié)論分析根據(jù)荷質(zhì)比，可以精確地計算出電子的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值mp/me=18361910年美國物理學(xué)家密立根利用油滴實驗第一次較為精確測量出電子電荷量密立根通過實驗還發(fā)現(xiàn)，電荷具有量子化的特征。即任何電荷只能是e的整數(shù)倍。三、密立根油滴實驗

電子的電荷量是由誰測量出的？電子電量的發(fā)現(xiàn)說明了什么？閱讀與思考:

第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根利用油滴實驗測量出的。

密立根的實驗表明，電荷具有量子化的特征。即任何帶電體的電量只能是e的整數(shù)倍。電子的質(zhì)量m＝9.1093897×10-31kg1、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，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則：（）

A．導(dǎo)線中的電流由A流向B。

B．導(dǎo)線中的電流由B流向A。

C．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB中的電流方向來實現(xiàn)。

D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān)。AB鞏固練習(xí):BC陰極射線CathoderayJ.J湯姆孫J.JThomson1857～1940英國赫茲H.RudolfHertz1857～1894德國認為陰極射線是一種“電磁波”認為陰極射線是一種“高速粒子流”我看到的是：它在電場中不偏轉(zhuǎn)，因此不帶電它能穿透薄鋁片粒子是做不到的但波可以!我用實驗證明了:帶負電，且電荷量與質(zhì)子相同速度遠小于電磁波傳播速度質(zhì)量是最輕的原子1/2000左右WINJ.J湯姆孫(英國)1857～19401889年4月30