最新18.1电子的发现.ppt

演示
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;把它们分别连接在感应圈的负极和正极上。管中十字状物 体是个金属片。接通电源时，感应圈产生的近万伏的高电压加 在两个电极之间，观察管端玻璃壁上亮度的变化。
实验现象：看到十字架的影子。 结论：说明有光照射。
一、阴极射线
早在1858 年，德国物理学家普吕克尔就发现了 气体导电时的辉光放电现象。
思考与讨论
根据带电粒子在电场、磁场中的运动规律，哪些 方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号?
答 带电粒子垂直于电场线或磁感线进入电 场（磁场），根据它们在场区内运动的偏转 情况进行判定。
二、电子的发现
英国物理学家汤姆孙认为阴极
射线是带电粒子流。为了证实这点， 从1890年起他进行了一系列实验研 究。
+ 汤姆孙的气体放_电 管的示意图
D1
p3
_
k AB
D2
p1 P2
①K产生阴极射线；
+
②A、B形成一束细细射线；
③D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和带电
性质；
④荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转做
定量的测定。
思考与讨论
1.电粒子的电荷量与其量之比一比荷q/m，是一个重要
的物理量。根据带电粒子在电场和场中受力的情况，可以得 出它的比荷。假设你是当年“阴极射线是带电微粒”观点的支 特者，请你依照下面的提示思考计算阴极射线微粒的比荷的 方法。
纸面的磁均。这个磁场B应该向纸外还是向纸内?写出此时每
个阴板射线微粒(质量为m、速度为)受到的洛伦兹力和库仑屏カ
。两个力之间应该有什么关系?
幕
m q ʋ0
P1

• 阳光下的花园里，各色的花朵开得 灿烂。小蜜蜂嗡嗡地歌唱着，绕着 花朵飞来飞去，像个辛勤的小花农 在检查自己的庄园；花丛中不时传 出的笑声，像是在告诉人们——春 天到了。
写一写
床 左 居包
日积月累
出并命名，故 C 对；阴极射线本质是电子流，故 D 错。 答案：C
2.如图 18-1-2 所示，一玻璃管中有从左向右
的可能是电磁波或某种粒子流形成的射
线，若在其下方放一通电直导线 AB，射线 图1812 发生如图所示的偏转，AB 中的电流方向由 B 到 A，则该射线的
本质为
()
A．电磁波
B．带正电的高速粒子流
用电压表测量并联电路电压
[目的] 1、用电压表测量并联电路的各支路两端电压. 2、研究并联电路的各支路两端电压的关系.
[器材] 小灯泡(灯座)2个，电压表，电源，导线，电键
用电压表测量并联电路的电压
[步骤]
1、设计电路图并连接 实物图，使两个小灯 泡连接成并联电路
用电压表测量并联电路的电压
[步骤]
图1816
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么？ C．保持步骤 B 中的电压 U 不变，对 M1、M2 区域加一 个大小、方向合适的磁场 B，使荧光屏正中心处重现亮点。 试问外加磁场的方向如何？
S
用电压表测量串联电路的电压
[步骤]

继而，他采用静电偏转力和磁场偏转力相抵 消等方法确定阴极射线粒子的速度，测量出 这些粒子的荷质比，并进一步测出它们的质 量约为氢原子质量的1/1 837。由此推断，阴 极射线粒子比原子要小得多，可见这种粒子 是组成一切原子的基本材料。汤姆孙于1807 年4月30日宣布了他的发现。后来人们命名 这种粒子为电子。电子是人类所认识的第一 种基本粒子。此后，他又提出了“电子浸浮 于均匀正电球”的原子结构模型(汤姆孙模 型)。该模型虽然在后来被卢瑟福的核原子模
图18－1－1
2．阴极射线
在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线， 这种射线称为阴极射线。
3．阴极射线的特点 阴极射线能够使荧光物质发光。
4．对阴极射线的本质的认识： 19世纪后期的两种观点：(1)认为是电磁辐射，
类似X射线；(2)是带电粒子。
【例1】关于阴极射线的本质，下列说法正 确的是
答案： 1．负电 比荷 电荷量 2．电子 原子 3．密立根 “油滴实验” 1.6×10－19 4．量子化 整数倍 1 836
1．阴极射线的产生
阴极射线由阴极射线管产生，如图18－1－1 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，它们分别连接在感 应圈的负极和正极上。管中十字状物体是一 个金属片，玻璃壁上涂有荧光。
A．阴极射线本质是氢原子 B．阴极射线本质是电磁波 C．阴极射线本质是电子 D．阴极射线本质是X射线
( )
【答案】C
【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子， 关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究 阴极射线过程中的一些假设，是错误的。
知识点2电子的发现
1．汤姆孙对阴极射线的实验研究
得 v＝EB，即 v＝BUb。 (2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度 v 进入后， 竖直方向做匀加速运动，加速度为 a＝meUb。 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间 t1 ＝Lv1。

13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月6日星期一2021/9/62021/9/62021/9/6 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/62021/9/6September 6, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/6
实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的 物质单元。
J.J 汤姆孙(英国) 1857～1940
1889年4月30日，J.J.汤姆 孙正式宣布发现电子;
电子的发现，结束了关于 阴极射线本质的争论;
从此，人类意识到，原子 并不是组成物质的最小单位， 探索原子结构的序幕由此拉开 ……
由于J.J.汤姆生的杰出贡 献，1906年他获得诺贝尔物理 学奖。
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
2.运动分析 （1）未加电场和磁场时；
D1
-
k AB
p1 P2
+
D2
阴极射线不受力，做匀速直线运动到P1 （2）加电场、未加磁场
阴极射线只受电场力，做类平抛运动；

19世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发 现了电子。从而得出：原子是可以分割的，是由更小 的微粒组成的。
1858 年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时 的辉光放电现象。
1876 年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由 于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把 这种未知射线称之为阴极射线。
q E cos
m
B2L
汤姆生发现，用不同材料的阴极和不同的方法做 实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子 是构成各种物质的共有成分。由实验测得的阴极射线 粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的 电荷量与氢离子的电荷量相同，则其质量约为氢离子 质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了 这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大， 证明了他当初的猜测是正确的。后来，物理学家把新 发现的这种组成阴极射线的粒子称之为电子。
屏
L
D
幕
m q v0
P1
y
P2
屏
L
D
幕
m q v0
P1
θ
y
P2
tan
vy vx
at v0
qEL mv02
且
v0
E B
又因为：
tan
D
y
L
2
化简得： q m
(D
Ey L)B2L
2
方法二：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转， 能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律 来计算阴极射线的比荷？
屏
电磁波说
代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一 种电磁波的传播过程。
粒子说
代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本 质是一种高速粒子流。
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。 实验装置如图所示：