物理：新人教版-5 18.1电子的发现(【公开课教案】)

第十八章原子結構18.1電子的發現【教學目標】1．知道陰極射線的概念，瞭解電子的發現過程。

2．知道電子是原子的組成部分。

3．知道電子的電荷量及其他電荷與電子電荷量的關係。

重點：電子的電荷量及其他電荷與電子電荷量的關係。

難點：陰極射線【自主預習】1.1897年，湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是帶________的粒子流並求出了這種粒子的________，後來湯姆孫直接測到了陰極射線粒子的________，它的電荷量的大小與氫離子大致相同。

2．組成陰極射線的粒子被稱為________。

電子是________的組成部分，是比原子更基本的物質單元。

3．電子電荷的精確測定是在1910年前後由________通過著名的________做出的。

電子電荷的值一般取做e＝________ C。

4．密立根實驗更重要的發現是：電荷是________的，即任何帶電體的電荷只能是e的________。

5．質子品質與電子品質的比值為m p/m e＝________。

6.陰極射線的產生1). 陰極射線由陰極射線管產生2)．陰極射線:在兩極間加有高壓時，陰極會發生一種射線，這種射線稱為陰極射線。

3)．陰極射線的特點:陰極射線能夠使螢光物質發光。

4)．對陰極射線的本質的認識：19世紀後期的兩種觀點：(1)認為是電磁輻射，類似X射線；(2)是帶電粒子。

7. 2.密立根的“油滴實驗”1910年密立根通過“油滴實驗”精確測定了電子電荷現代值為e＝1.602 177 33(49)×10－19 C，有關計算中一般使用e＝1.6×10－19 C。

該實驗還發現：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是e的整數倍。

由比荷及e的數值確定電子的品質為m e＝9.109 389 7×10－31 kg。

質子品質與電子品質的比值為m p/m e＝1 836。

【典型例題】一、陰極射線的產生【例1】關於陰極射線的本質，下列說法正確的是()A．陰極射線本質是氫原子B．陰極射線本質是電磁波C．陰極射線本質是電子D．陰極射線本質是X射線二、電子的發現【例2】湯姆孫用來測定電子的比荷(電子的電荷量與品質之比)的實驗裝置如圖18－1－2所示。

《电子的发现》教案、教学设计人教版高中物理选修3一、教学目标【知识与技能】1. 知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元；2. 知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。

【过程与方法】经历探究阴极射线本质的过程，学习科学探究的方法，尝试运用物理原理和研究方法解决实际问题。

【情感态度与价值观】培养学生客观的思维品质，树立把物理事实作为证据的观念，会依照物理事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系。

二、教学重难点【重点】认识电子发现的重大意义，体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。

【难点】设计问题梯度，引导学生探究，运用带电粒子在电场和磁场运动相关方法，求比荷。

三、教学方法讲授法、探究法、讨论法四、教学过程环节一：导入新课学生活动引入。

三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的研究。

教师：三位科学家的研究过程都经历了哪些环节？汤姆孙对实验条件做了怎样的思考和调整？引入新课。

环节二：新课讲授教师引导学生复习阴极射线的内容。

教师ppt展示汤姆孙实验装置图。

教师引导学生认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况，判定阴极射线带有负电荷。

教师引导学生思考：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？教师提示：撤去金属板的电场，只保留磁场，利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，并引导学生回答课本“思考与回答”中的问题。

学生在教师引导下，推导求出阴极射线的比荷。

教师说明：汤姆孙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，汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。

环节三：巩固小结教师引导学生回顾本节课主要内容并归纳总结。

环节四：作业设计课后小论文：在下列课题中任选一题，下周交流1、阴极射线产生的原因及方式2、观测阴极射线管的结构，论证应加多大的偏转电压，可产生约300左右的偏转。

电子的发现新课标要求（一）知识与技能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（二）过程与方法培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

（三）情感、态度与价值观理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

教学重点阴极射线的研究。

教学难点汤姆孙发现电子的理论推导。

教学方法实验演示和启发式综合教学法教学用具投影片，多媒体辅助教学设备。

课时安排1 课时。

教学过程（一）引入新课教师口述：原子的英文单词Atom，本意为小得不可再分割的微粒。

很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分割的。

这种认识一直统治了人类思想近两千年。

直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。

电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

（二）进行新课1．阴极射线教师讲述：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。

设问：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？ 科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。

史料：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。

德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。

所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家做了大量的科学研究，主要形成了两种观点。

（1）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。

（2）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。

设问：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

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18­1­1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。

图18­1­12．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(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。