《遼寧省大連市高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 18.1 電子的發(fā)現(xiàn)課件 新人教版選修3-5.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《遼寧省大連市高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 18.1 電子的發(fā)現(xiàn)課件 新人教版選修3-5.ppt（42頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、科學(xué)靠兩條腿走路，一條是理論，一條是實(shí)驗(yàn)。有時一條腿走在前面，有是另一條腿走在前面。但是只有使用兩條腿才能前進(jìn)。 密立根,很早以來，人們一直認(rèn)為構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子是原子，原子是一種不可再分割的粒子。這種認(rèn)識一直統(tǒng)治了人類思想近兩千年。直到19世紀(jì)末，科學(xué)家對實(shí)驗(yàn)中的陰極射線深入研究時，發(fā)現(xiàn)了電子，使人類對微觀世界有了新的認(rèn)識。電子的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)末、20世紀(jì)初物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一。,第一節(jié)電子的發(fā)現(xiàn),第十八章原子結(jié)構(gòu),了解陰極射線及電子發(fā)現(xiàn)的過程 知道湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子的實(shí)驗(yàn)及理論推導(dǎo),1、知識與技能,2、過程與方法觀,培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析和解決能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。
2、,3、情感態(tài)度與價值觀,理解人類對原子的認(rèn)識和研究經(jīng)歷了一個十分漫長的過程，這一過程也是辯證發(fā)展的過程根據(jù)事實(shí)建立學(xué)說，發(fā)展學(xué)說，或是決定學(xué)說的取舍，發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，再建立新的學(xué)說人類就是這樣通過光的行為，經(jīng)過分析和研究，逐漸認(rèn)識原子的。,重點(diǎn) 陰極射線的研究 難點(diǎn) 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的理論推導(dǎo),一、陰極射線,二、電子的發(fā)現(xiàn),一、陰極射線,氣體分子在高壓電場下可以發(fā)生電離，使本來不帶電的空氣分子變成具有等量正、負(fù)電荷的帶電粒子，使不導(dǎo)電的空氣變成導(dǎo)體。是什么原因讓空氣分子變成帶電粒子的？帶電粒子從何而來的？,1、陰極射線實(shí)驗(yàn)： 在真空玻璃管中金屬板制成的陰極，金屬環(huán)制成的陽極；把他們分別連接在感應(yīng)圈
3、的負(fù)極和正極上，管中十字狀物體是一個金屬片。接通電源后，感應(yīng)圈產(chǎn)生的近萬狀的高電壓加在兩個電極之間，觀察兩端玻璃壁上亮度的變化。,陰極射線管,1858年德國物理學(xué)家普呂克爾較早發(fā)現(xiàn)了氣體導(dǎo)電時的輝光放電現(xiàn)象。德國物理學(xué)家戈德斯坦研究輝光放電現(xiàn)象時認(rèn)為這是從陰極發(fā)出的某種射線引起的。所以他把這種未知射線稱之為陰極射線。,對于陰極射線的本質(zhì)，有大量的科學(xué)家作出大量的科學(xué)研究，主要形成了兩種觀點(diǎn)。 （1）電磁波說：代表人物，赫茲。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種電磁波的傳播過程。 （2）粒子說：代表人物，湯姆孫。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種高速粒子流。,根據(jù)帶電粒子電、磁場中的運(yùn)動規(guī)律，那些方法可以判斷運(yùn)動的帶
4、電粒子所帶電荷的正負(fù)號？,二、電子的發(fā)現(xiàn),湯姆生發(fā)現(xiàn)電子之前人們認(rèn)為原子是組成物體的最小微粒,是不可再分的。湯姆生對陰極射線等現(xiàn)象的研究中發(fā)現(xiàn)了電子,從而敲開了原子的大門。,湯姆遜在實(shí)驗(yàn)室,1、探索陰極射線 1858年德國的科學(xué)家普里克（J.Plucker，18011868）發(fā)現(xiàn)了陰極射線。 陰極射線究竟是什么？湯姆生如何測定陰極射線的電荷？,使用氣體放電管做的實(shí)驗(yàn)：由陰極c發(fā)出的帶點(diǎn)粒子通過小孔A、B形成一束細(xì)細(xì)的射線。它穿過兩邊平行的金屬板之間的空間達(dá)到右邊帶有標(biāo)尺的熒光屏上通過射線產(chǎn)生的熒光屏的位置，可以研究射線的徑跡。,（1）當(dāng)在平行極板上加一電場，發(fā)現(xiàn)陰極射線打在熒光屏上的位置向下偏
5、，則可判定，陰極射線帶有負(fù)電荷。 （2）為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則請思考可在平行極板區(qū)域采取什么措施。 在平行極板區(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：,（3）根據(jù)帶電的陰極射線在電場中的運(yùn)動情況可知，其速度偏轉(zhuǎn)角為：,實(shí)驗(yàn)示意圖,2、湯姆生如何測定出粒子的荷質(zhì)比？ 讓帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場，如果僅受磁場力作用，將做勻速圓周運(yùn)動，洛侖茲力提供向心力：,3、湯姆生如何測定出粒子速度v和半徑r？ （1）讓粒子垂直射入正交的電磁場做勻速直線運(yùn)動：,（2）讓粒子垂直射入勻強(qiáng)電場僅受電場力作用達(dá)到最大偏轉(zhuǎn),計算出的荷質(zhì)比大約比當(dāng)時知道的質(zhì)量最小的氫離子的荷質(zhì)比達(dá)2000倍。這有兩種可能
6、：或者這種帶電粒子的電荷量很大；或者它的質(zhì)量很小。,湯姆孫發(fā)現(xiàn)，用不同材料的陰極和不同的方法做實(shí)驗(yàn)，所得比荷的數(shù)值是相等的。這說明，這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。并由實(shí)驗(yàn)測得的陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍。若這種粒子的電荷量與氫離子的電荷量機(jī)同，則其質(zhì)量約為氫離子質(zhì)量的近兩千分之一。湯姆孫后續(xù)的實(shí)驗(yàn)粗略測出了這種粒子的電荷量確實(shí)與氫離子的電荷量差別不大，證明了湯姆孫的猜測是正確的。湯姆生把新發(fā)現(xiàn)的這種粒子稱之為電子。,密立根油滴實(shí)驗(yàn),密立根油滴實(shí)驗(yàn)的原理圖,德國物理學(xué)家戈德斯坦研究輝光放電現(xiàn)象時認(rèn)為這是從陰極發(fā)出的某種射線引起的。所以他把這種未知射線稱之為陰極射線。當(dāng)在平行極板
7、上加一電場，發(fā)現(xiàn)陰極射線打在熒光屏上的位置向下偏，則可判定，陰極射線帶有負(fù)電荷。,1、（1994上海一1）提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是 （ ） A.湯姆生 B.玻爾 C.盧瑟福 D.查德威克,A,2、（2001上海2）盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)理論的主要內(nèi)容有 （ ） A.原子的中心有一個核，叫做原子核 B.原子的正電荷均勻分布在整個原子中 C.原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 D.帶負(fù)電的電子在核外繞著核旋轉(zhuǎn),A D,3、（2001全國春季2）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是 （ ） A.粒子散射 B.光電效應(yīng) C.天然放射現(xiàn)象 D.原子發(fā)光現(xiàn)象,A,1、 在盧瑟福的a粒子散射實(shí)
8、驗(yàn)中，有極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是（ ） A.原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上 B.正電荷在原子中是均勻分布的 C.原子中存在著帶負(fù)電的電子 D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,A,2、把一個具有球面的平凸透鏡平放在平行透明玻璃板上?，F(xiàn)用單色光垂直于平面照射,在裝置的上方向下觀察,可以看到干涉條紋,那么關(guān)于兩束干涉光及干涉條紋的說法正確的是： （ ） A兩束干涉光是a,b面反射形成的； B干涉條紋是中央疏邊緣密的同心圓； C兩束干涉光是b,c面反射形成的； D干涉條紋中是中央密邊緣疏的同心圓。,BC,3在一次觀察光的衍射實(shí)驗(yàn)中，觀察到如圖所示的清晰的亮暗相間的圖樣
9、，那么障礙物是下列給出的（ ） A很小的不透明圓板 B很大的中間有大圓孔的不透明擋板 C很大的不透明圓板 D很大的中間有小圓孔的不透明擋板,D,4、甲、乙兩種單色光從同一介質(zhì)射入空氣。發(fā)生全反射時甲光束的臨界角較小，則：以下說法中正確的是（ ） A甲光的光子能量比乙光的光子能量大； B甲光的光子能量比乙光的光子能量?。?C若甲光照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則改用乙光照射時也一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)； D若乙光照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則改用甲光照射時也一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)；,AD,1、答：湯姆遜根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，確定了其本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并求出了這種粒子的比荷；進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同物質(zhì)做成的陰極發(fā)出的射線的粒子都有相同的比荷，說明這種帶電粒子是構(gòu)成物質(zhì)的共同成分；用這種粒子的比荷與氫離子比荷比較，并用實(shí)驗(yàn)測出了這種粒子的電荷量與氫離子電荷量相同，質(zhì)量又比氫原子的質(zhì)量小得多。根據(jù)這些，湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子。,2、解：由Qu=1/2mv2可得v=3.75107m/s 3、解：油滴的質(zhì)量m=4/3R3油滴受到的重力G=4/3R3g庫倫力F=Eq，由平衡條件，可知4/3R3g=Eq電子個數(shù)與電量的關(guān)系為q=Ne因此，電子的個數(shù)為N=4R3g/3Ee=5,
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