山东省2018_2019学年高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现讲义（含解析）新人教版

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1、第1节电子的发现1．英国物理学家汤姆孙发现了电子。2．组成阴极射线的粒子——电子。3．密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量。4．密立根实验发现：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。一、阴极射线1．实验装置：如图所示真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极；把它们分别连在感应圈的负极和正极上。2．实验现象：玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。二、电子的发现1．汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明它是B

2、(A.带正电　B．带负电)的粒子流并求出了它的比荷。(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同。证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。(3)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——电子。由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。2．密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷。(2)电荷是量子化的。3．电子的有关常量1．自主思考——判一判(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线。(×)(2)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。(×)(3)阴极射线在真空中沿

3、直线传播。(√)(4)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。(×)(5)组成阴极射线的粒子是电子。(√)(6)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值。(×)2．合作探究——议一议气体放电管中的气体为什么会导电？提示：气体分子内部有电荷，正电荷和负电荷的数量相等，对外呈电中性，当分子处于电场中时，正电荷和负电荷受电场力的方向相反，电场很强时正、负电荷被“撕”开，于是出现了等量的正、负电荷，在电场力作用下做定向运动，气体就导电了。对阴极射线的认识1．对阴极射线本质的认识——两种观点(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射。(2)粒子

4、说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流。2．阴极射线带电性质的判断方法(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质。(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质。3．实验结果根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电。1．[多选]关于电子的下列说法中正确的是(　　)A．发现电子是从研究阴极射线开始的B．任何原子中均有电子，它是原子的组成部分C．电子发现的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构D．

5、电子是带正电的，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同解析：选ABC　电子带负电，其所受的电场力方向与电场线方向相反。2．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线(电子束)将(　　)A．向纸内偏转　　　　　　B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转解析：选D　由题目条件不难判断阴极射线管所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线(电子束)向上偏转。故正确选项为D。3．阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图所示，若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为(　　)A．平行于纸面向左　　　

6、B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里解析：选C　由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故C正确。电子比荷的测定方法1.让带电粒子通过相互垂直的电场和磁场(如图甲)，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝。甲2.撤去电场(如图乙)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝m，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r。乙3．由以上两式确定粒子

7、的比荷表达式：＝。[典例]　带电粒子的比荷是一个重要的物理量。某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图所示。其中两正对极板M1、M2之间的距离为d，极板长度为L。他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B．在M1、M2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U。请问本步骤的目的是什