2.1 电子的发现与汤姆孙模型
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PPT课件xx年xx月xx日CATALOGUE 目录•电子的发现•汤姆孙模型•汤姆孙模型对电子发现的影响•电子发现与汤姆孙模型的未来发展01电子的发现电子的发现历史可以追溯到19世纪初,英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆森在研究阴极射线时发现了电子。
汤姆森通过实验证实了电子的存在,并测量了电子的电荷和质量,揭示了电子的粒子性质。
电子的发现过程电子是一种基本粒子,具有负电荷和反物质性质。
电子具有波动性和粒子性,其行为可以在量子力学框架下描述。
电子的物理特性电子在许多领域有广泛的应用,如电力、通信、计算机和医疗等。
电力通过电子传输,而通信和计算机技术依赖于电子进行信息传输和处理。
电子的应用02汤姆孙模型1汤姆孙模型的概述23汤姆孙模型是电子束在真空中传输的经典理论模型,由英国物理学家乔治·汤姆孙于20世纪初提出。
该模型假设电子在真空中以恒定速度直线传输,并且受到随机散射的影响。
汤姆孙模型为电子束在真空中的传输提供了基础的理论框架,对电子束加工和电子显微镜的发展产生了重要影响。
汤姆孙模型的实验验证01通过对比实验数据和汤姆孙模型的预测结果,验证了该模型的正确性和可靠性。
02实验发现,随着电子束加速电压的增加,电子束的聚焦性能和传输效率提高,这进一步证实了汤姆孙模型的准确性。
03此外,实验结果表明,电子束的发散角和能量分布对电子束加工和成像的特性具有重要影响,这也为后续研究提供了重要的参考依据。
汤姆孙模型的应用该模型为这些领域的发展提供了重要的理论基础,使得人们能够更好地理解电子束传输的特性和规律,促进了相关技术的进步和发展。
此外,汤姆孙模型也为其他研究领域提供了基本的理论支撑,为其他粒子束传输、粒子加速器和粒子束加工等领域的研究提供了有益的参考。
汤姆孙模型在电子束加工、电子显微镜、电子衍射等领域得到了广泛应用。
03汤姆孙模型对电子发现的影响汤姆孙模型对电子发现的重要性电子发现是物理学的重要里程碑之一,而汤姆孙模型在其中起到了关键作用。
第一节 电子的发现与汤姆孙模型 学案【学习目标】<1)了解阴极射线及电子发现的过程;<2)知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。
【学习重点】阴极射线的研究,汤姆孙发现电子的理论推导。
【知识要点】 1、阴极射线气体分子在高压电场下可以发生电离,使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子,使不导电的空气变成导体。
b5E2RGbCAP 2、汤姆孙的研究英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。
实验装置后沿直线<1屏上的位置向下偏,则可判定,阴极射线带有负电荷。
DXDiTa9E3d <2)为使阴极射线不发生偏转,则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
在平行极板区域加一磁场,且磁场方向必须垂直纸面向外。
当满足条件:时,则阴极射线不发生偏转。
则:RTCrpUDGiT '<3)根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知,其速度偏转角为:5PCzVD7HxA又因为:则:根据已知量,可求出阴极射线的比荷。
汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
电子的电荷量e=1.60217733×10-19CjLBHrnAILg【典型例题】汤姆生用来测定电子的比荷<电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子<不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,<O'与O 点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2 <如图所示). xHAQX74J0X<1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。
§2.1 电子的发现与汤姆孙模型导学提纲答案班级姓名座号_________【学习目标】1.了解物质结构早期探究的基本历程.2.知道阴极射线的产生及其本质,理解汤姆孙对阴极射线研究的方法及电子发现的意义.(重点、难点)3.了解汤姆孙原子模型.(重点)【学习过程】一、知识梳理1.阴极射线:科学家在研究稀薄气体放电时发现,当玻璃管内的气体足够稀薄时,阴极发出一种射线,这种射线能使玻璃管壁发出荧光,这种射线称为阴极射线.2.汤姆孙对阴极射线本质的探究(1)通过实验:巧妙利用静电偏转力和磁场偏转力相抵消等方法,确定了阴极射线粒子的速度,并测量出了粒子的比荷.(2)换用不同材料的阴极和不同的气体,所得粒子的比荷相同,这说明不同物质都能发射这种带电粒子,它是各种物质中共有的成分.3.结论(1)阴极射线是带电粒子流.(2)不同物质都能发射这种带电粒子,它是各种物质中共有的成分,比最轻的氢原子的质量还要小得多,汤姆孙将这种带电粒子称为电子.(3)电子的发现说明原子具有一定的结构,即原子是由电子和其他物质组成的.4.电子发现的意义:电子的发现揭开了认识原子结构的序幕.5.19世纪末微观世界三大发现(1)1895年伦琴发现了X射线;(2)X射线发现后不久,贝克勒尔发现了放射性;(3)1897年汤姆孙发现了电子.6.汤姆孙的原子模型原子带正电的部分充斥整个原子,很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置,正像葡萄干嵌在面包中那样.二、课堂活动对阴极射线的认识(1)现象:真空玻璃管两极加上高电压,玻璃管壁上发出荧光及管中物体在玻璃壁上的影.(2)命名:德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名为阴极射线.(3)猜想①阴极射线是一种电磁辐射.②阴极射线是带电微粒.(4)验证:英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转,发现阴极射线带负电并测出了粒子的比荷进而发现电子.(5)实验:密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量.2.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 =E B.甲 乙 (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 v 2r,根据轨迹偏转情况,由几何知识求出其半径r=mv/qB . (3)由以上两式确定粒子的比荷表达式:q m =E B 2r. 三、课堂练习例.如图所示,一只阴极射线管,左侧不断有电子射出,若在管的正下方放一通电直导线AB 时,发现射线径迹向下偏转,则( BD )A .导线中的电流由A 流向BB .若要使电子束的径迹往上偏转,可以通过改变AB 中的电流方向来实现C .电子束的径迹与AB 中的电流方向无关D .若将直导线AB 放在管的正上方,电流方向不变,则电子束的径迹将向上偏【解析】 阴极射线是高速电子流,由左手定则判断可知,磁场垂直纸面向里,由安培定则可知,导线AB 中的电流由B 流向A ,且改变AB 中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏.若电流方向不变,将导线AB 放在管的上方,由左手定则可以判断,电子束的轨迹将向上偏.故B 、D 均正确.【答案】 BD。