第1节-电子的发现ppt课件.ppt

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1、物理选修3-5第十八章原子的结构科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验。有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在前面。但只有使用两条腿，才能前进。————密立根第一节电子的发现物理选修3-5第十八章原子的结构回顾：公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体,物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变化中原子不可分割,他们的性质在化学反应中保持不变。19世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现了电子。8原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。早

2、在1858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放电管研究气体放电时发现一种奇特的现象。1876年德国物理学家戈德斯坦研究后命名为阴极射线阴极射线阴极射线的本质一种认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射一种认为阴极射线是带电微粒思考1：电磁辐射和带电微粒最大的区别是什么？思考2：根据带电粒子在电磁场中的运动规律，你知道哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？英国物理学家J.J.汤姆孙自1890年起开始研究，对阴极射线进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。实验验证汤姆孙的气体放电管的示意图带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷q/m，是一个重要的物理量。根据带电粒子

3、在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。下面我们自己算一算。1.当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？汤姆孙的气体放电管的示意图2.如果要抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小、方向合适的磁场。这个磁场的方向是？写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为v）受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线的速度v的表达式吗？汤姆孙的气体放电管的示意图汤姆逊管设粒子质量为m，带电荷为e,受到磁场力和电场力的作用，如果

4、不发生偏转，则受力平衡:电场力：磁场力：3.由于金属板D、F间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量E=?。磁感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。汤姆孙的气体放电管的示意图4.如果去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧(r可以通过P3的位置算出)。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力就是______力。汤姆孙的气体放电管的示意图实验结论1897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。当汤姆孙在测定比荷实验时发现，用不同材

5、料的阴极做实验，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。荷质比约为质子（氢离子）比荷的2000倍。是电荷比质子大？还是质量比质子小？汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。后来汤姆孙测得了这种粒子的电荷量与氢离子电荷量大致相同，由此可以看出他当初的猜测是正确的。后来阴极射线的粒子被称为电子.实验结论分析进一步拓展研究对象：用不同的材料做成的阴极做实验，做光电效应实验、热离子发射效应实验、β射线（研究对象普遍化）。J.J.汤姆逊在掌握大量实验事实的基础上，于1899年

6、果断地做出结论：①不论是阴极射线、β射线还是光电流,都是电子组成的;②不论是由于强电场的电离、正离子的轰击、紫外光的照射、金属受灼热还是放射性物质的自发辐射,都发射出同样的带电粒子-----电子；③这种带电粒子比原子小千倍，可见，电子是原子的组成部分，是物质的最基本单位。电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。电子美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量：e=1.6022×10－19C根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：m=9.1094×10－31kg质子质量与电子质量的比值：在继承中发展，这是科学研究的正确方法。但是在认识发展的过程中要有敢于创新，敢于突破传统观

7、念束缚的勇气。正如英国科学家贝尔纳所说：“发现的最大困难，在于摆脱一些传统的观念。”面对荷质比的测定结果，只有汤姆逊认为它可以不是传统原子、分子微粒，而是一种新的、前人从未见到过的比原子、分子微粒小得多的带电粒子。要敢于突破传统观念J.J.汤姆逊，1856年12月18日生于英国，1884年任卡文迪许实验室教授，这个实验室在他的领导下，成了全世界引人注目的物理实验中心，世界各地的科学家常来这里开展研究工作，其中有八位后来获得诺贝尔奖，如卢瑟福、威尔逊、巴克拉、G.P.汤姆逊等，如后表所示，这八