高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现学案新人教版选修3-5

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1、1电子的发现KECHENGMUBIAOYINHANG^课程目际•1.知道阴极射线的产生及本质。2.了解汤姆孙发现电子的研究方法及发现电子的意义。:芒•情黑思羞•；寻入QINGJINGSIKAODAORU°现代人已能“看到”原子的模样，而在没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质的结构的呢？汤姆孙又是怎样发现电子的呢？提示：人们靠思辨推测物质的构成，汤姆孙是在研究气体放电产生阴极射线的实验屮发现电子的。JICHUZHISH1SHULI星础知识•一、阴极射线1.通常情况下，气体是不导电的，但在强电场条件下，气体能够而导电。

2、2.研究气体放电时，一般都用稀薄气体，导电时可以看到放电现象。3.在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极，当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，它碰到荧光物质使英能发光，这种射线为射线。二、电子的发现「装置：-Did2方法：进入汤姆孙发现电子结论：阴极射线确定电性•进入磁场测定_电性：f电荷量:与带电荷量相同f质量:一质子与电子的质量比组成成分意义：电子是原子的质单元思考：阴极射线的发现说明了什么？处=1836n?r，是比原子更的物答案：一、1.电离2.辉光3.阴极二、电场比荷负电1.6X10C氢离子9.1X10"'k

3、g组成部分基本思考提示：说明原子是可以再分的。◎Z重点难扬•1.阴极射线的产生将金属加热，让其温度变得很高，电子热运动加剧，电子热运动能量足够大吋同样可以在金属表面逸出，这时我们再以这块金属作为阴极(负极)，在相距一定距离的地方设一个正极，逸出金屈表面的电子可以在电场力作用下向阳极运动，形成电子束，形成的电子束即阴极射线。2.用电场、磁场研究“阴极射线”的性质(1)电性的确定：方法一：让阴极射线进入已知电场，由所受电场力方向确定带电的性质。方法二：让阴极射线进入磁场，rti所受洛伦兹力的方向，根据左手定则确定带电的性质。

4、(2)比荷的测定方法：①让粒子通过正交的电磁场，如图所示，让其做直线运动，根据二力平衡条件，即尸洛E=FMBqv=qE得到粒子的运动速度v=*突破ZHONGDIANNANDIANTUPO^•XE：R▼▼▼▼▼▼°②在英他条件不变的情况下，撤去电场(如图所示)，保留磁场，让粒子只在磁场中运动,9my由洛伦兹力提供向心力即角根据磁场情况和轨迹偏转情况，由儿何知识求出其半径R。nF③由以上方法确定粒子比荷的表达式：乡=丽XXXxXXXX【例题1】电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示，

5、两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金屈板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力。(1)调节两金属板间的电势差U,当li=Uo时，使得某个质量为m的油滴恰好做匀速运动。该油滴所带电荷量q为多少？(2)在某次测量中，他得到了如下的数据，你根据这些数据能得出什么结论呢?液滴编号12345•••电荷量q/C6.41X10-199.70X10-193.20X1()794.81X1()791.

6、60X10-19•••点拨：利用平衡方程求解油滴所带的电荷量。解析：⑴油滴匀速下落过程中受到的电场力和重力平衡，可见油滴所带电荷为负电荷,得q=m(2)研究这些数据发现，它们几乎都是1.60X10^9的整数倍，从而得出电荷的最小带电单位是1.60X10-19,即e=1.60X10-19Co答案：(l)mg^(2)见解析题后反思：不同的油滴质量和带电荷量不同，如果重力和电场力大小不等，这样的油滴必做变速运动；如果某油滴受到的重力和电场力大小相等、方向相反，则这个油滴必处于平衡状态，可利用平衡条件求得其所带电荷量。触类旁通：

7、由例题1(2)中油滴所带电荷量的情况你还能得出什么结论？类型二阴极射线的比荷测定方法【例题2］在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出來的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为1的D、G平行板间，接着在荧光屏尸中心出现荧光斑。若在D、0间加上方向向下、电场强度为E的匀强电场，阴极射线将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心；接着再去掉电场，阴极射线向下偏转，偏转角为。。试解决下列问题：9my由洛伦兹力提供

8、向心力即角根据磁场情况和轨迹偏转情况，由儿何知识求出其半径R。nF③由以上方法确定粒子比荷的表达式：乡=丽XXXxXXXX【例题1】电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进