教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】

第一章 碰撞与动量守恒
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1 碰撞
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2 动量
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3 动பைடு நூலகம்守恒定律
1 电子
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2 原子的核式结构模型
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4 动量守恒定律的应用
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第二章 原子结构
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第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性

3.比荷的测定方法:
(1)让粒子通过正交的电磁场,让其做直线运动,根据二
力平衡,即qvB=qE得到粒子的运动速度v= E 。 ①
B
(2)在其他条件不变的情况下,撤去电场,保留磁场让粒
子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
即qvB=m v 2 。 ②
r
(3)由①②确定比荷的表达式: q E 。
【典例探究】 【典例】阴极射线从阴极射线管中的阴极发出,在其间 的高电压下加速飞向阳极,如图所示。若要使射线向上 偏转,所加磁场的方向应为 ( ) A.平行于纸面向下 B.平行于纸面向上 C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向里
【思路点拨】本题可按以下思路进行分析:
【正确解答】选C。由于阴极射线的本质是电子流,阴 极射线向右运动,说明电子的运动方向向右,相当于存在 向左的电流,利用左手定则,使电子所受洛伦兹力方向平 行于纸面向上,由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外, 故选项C正确。
【互动探究】(1)上例中如果通过施加电场来实现射线 向上偏转,所加电场的方向应为 ( ) A.平行于纸面向下 B.平行于纸面向上 C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向里
(2)通过磁场或电场使射线发生偏转后,其电子的速度 大小发生了怎样的变化?
【解析】(1)选A。使电子向上偏转,电子所受电场力方 向向上,由此可知,所加电场方向应平行于纸面向下。 (2)当通过磁场使电子偏转时,电子受到洛伦兹力做圆周 运动,而洛伦兹力方向总与电子速度方向垂直,故不做功, 因此电子的速度大小不变;当通过电场使电子偏转时,则 电子沿电场力方向加速运动,电场力做正功,故电子的速 度变大。
请思考以下问题: (1)对小球进行受力分析,小球受什么力?它们有什么关 系? (2)U、d、m、v、g已知,试求小球的带电量q为多少?

半衰期的理解及计算
【典例3】 地球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性 元素的衰变规律来推测的．通过对目前发现的最古老的岩石中 铀和铅含量的测定，测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期 时(岩石形成初期不含铅)的一半．铀238衰变后形成铅206，铀 238的相对含量随时间的变化规律如图3-2-4所示．图中N为铀 238的原子数，N0为铀和铅的总原子数，则由此可以断定：
α粒子和β粒子衰变的实质 α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的．当 发生α衰变时，原子核中的质子数减少2，中子数也减少2，因 此新原子核的电荷数比未发生衰变时的原子核的电荷数少2， 为此新原子核比原来的原子核在元素周期表中的位置向前移动 两位． β衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子，即放出一个β粒 子，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1，但β衰 变不改变原子核的质量数，所以发生β衰变后，新原子核比原 来的原子核在周期表中的位置向后移动一位．
很强
与α射线 反向偏转 较强穿透几毫 米的铝板
较弱
不偏转
最强穿透几厘 米的铅板 很弱
研究放射性的意义 如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在， 还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响．也就是说， 放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关．因此， 原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构．
得8－6＝8×12 Tt ＝2 即放射性元素从8 g衰变为6 g余下2 g时需要2个半衰期． 因为t＝6天，所以T＝2t ＝3天，即半衰期是3天． 而余下的2 g衰变1 g需1个半衰期T＝3天． 所以此后它再衰变1 g，还需3天． 答案 3天
；具有放射性的元素叫
二、三种射线的本质
α 射线实际上就是 氦原子核，速度可达到光速的

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探究阴极射线带电性质的方法 (1)在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的 变化和电场的情况确定带电的性质．若沿着电场线方向偏转，则粒子 带正电；若逆着电场线方向偏转，则粒子带负电．
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(2)使阴极射线垂直进入磁场，根据亮点位置的变化和左手定则 确定带电的性质．如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆 周运动，则粒子带正电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．
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1．(多选)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
() A．导线中的电流由 A 流向 B
B．导线中的电流由 B 流向 A
C．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
D．电子束的径迹与 AB 中的电流方向无关
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(2)方法 ①两板间的电势差、两板间的距离都可以直接测得，从而确定 极板间的电场强度 E.但是由于油滴太小，其质量很难直接测出．密 立根通过测量油滴在空气中下落的终极速度来测量油滴的质量．没 加电场时，由于空气的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空气 给油滴的摩擦力而使油滴匀速下落，可测得速度 v1.
(×) (√ ) (√ ) (×) (× )
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2．如图所示，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直 流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会 向________偏转．
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[解析] 阴极射线方向水平向右，说明其等效电流的方向水平向 左，与导线中的电流方向相反，由左手定则，两者相互排斥，阴极 射线向上偏转．
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BC [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径迹往上偏．故选项 B、C 正确．]

第一章 碰撞与动量守恒
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1 碰撞
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2 动量
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3 动量守恒定律
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4 动量守恒定律的应用
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1 电子
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2 原子的核式结构模型
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3 光谱 氢原子光谱
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4 玻尔的原子模型 能级
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第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性

动量具有相对性：选取不同的参考系，同一物体的速度可能不 同，物体的动量也就不同，即动量具有相对性，通常在不说明 参考系的情况下，物体的动量是指相对地面的动量．
Байду номын сангаас
正确区别动量和动能： (1)动量是矢量、动能是标量，动量的改变量由合外力 F 和其作 用时间 t 共同决定，动能的改变由合力 F 做的功决定(动能定 理)．动量改变时，其动能可能不变化，比如做匀速圆周运动的 物体，物体的动量因速度方向改变而改变，而物体的动能因速 率不变而不变． (2)动能 Ek 与动量 p 都是状态量，动能是从能量的角度描述物体
图1-2-1
单位：在国际单位制中，力F的单位是N，时间 t的单位是s，所以冲量的单位是N·s.冲量与动 量的单位关系是：1 N·s＝1 kg·m/s，但要区 别使用．
三、对动量定理的理解及应用 对动量定理的理解 (1)动量定理表明冲量是使物体动量发生变化的 原因，冲量是物体动量变化的量度，这里所说 的冲量是物体所受的合外力的冲量(或者说是物 体所受各外力冲量的矢量和)． (2)动量定理给出了冲量(过程量)和动量变化(状 态量)之间的相互关系．
(4)写出研究对象的初、末动量和合外力的冲量(或 各外力在各个阶段的冲量的矢量和)． (5)根据动量定理列式求解
对动量概念的理解
【典例1】 关于动量的概念，下列说法正确的是 ( )． A．动量大的物体惯性一定大 B．动量大的物体运动一定快 C．动量相同的物体运动方向一定相同 D．动量相同的物体速度小的惯性大
2 动 量
1．理解动量、动量改变量与冲量的概念． 2．理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量 定理适用于变力． 3．会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一 维情况下的计算问题．

根据以前所有的理论，这个峰是不应该存在的．这说明我们发现 了一种全新的夸克．这种新粒子有很特别的性质：第一，它们质 量比其他所有已知的粒子都重；第二，它的寿命比其他所有已知 粒子的寿命长1 000倍．这意味着什么呢？大家知道，如果所有人 在世界上活到100岁左右，但你突然发现一个村子里的人能活到10 000岁，这就表示这些人可能有特别的性质．当然，有了这第四种 夸克，你就可以问有没有第五种、第六种——至今为止，已发现了 六种．
丁肇中：寻找宇宙中的基本粒子 如何寻找宇宙中最基本的粒子呢？我用四个故事向大家介绍 一下，这些故事是我在过去的年里所亲自经历的．
第一个故事是测量电子的半径．现代电磁学的理论认为电子 的半径为零.1964年，美国的麻省理工学院和哈佛大学建造了一个 当时最大的加速器，这个加速器周长为1 000英尺(1英尺为0.304 8 m)．当时来自哈佛大学和康乃尔大学的世界上很有名的专家，在 这个加速器里做一个很重要的实验，实验结果同时证明量子电动 力学是错误的，电子是有半径的．这是一个非常重要的实验.1966 年，我在德国用不同的方法重新做了这个实验，结果发现电子的 半径确实小到不可测量，电子是没有半径的．实验的结果和理论 的预期的比值等于1，即是说电子的半径等于零，也就是说以前许 多专家所做的实验结果是错误的．
B．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸 夸克组成
C．质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 D．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 解析 题目中给出的信息是 u 夸克与 d 夸克的带电荷量，据质子11 H 带一个元电荷的电荷量及中子10n 不带电，分析可知 B 项正确． 答案 B

(1)把两小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前 后是相等的？ (2) 碰撞前后两车的 mv2 之和是否相等？两车的速度之和 是否相等？这说明了什么问题？ 解析 (1)由纸带可以看出，A、B两小车碰前和碰后都是 向右运动，且碰撞发生在从题图所示纸带右边数起第5个 点时，A车碰前碰后都看成匀速运动．
探究碰撞中的不变量
【典例1】 水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别 是0.6 kg和0.2 kg，A车的车尾拉着纸带．A车以匀速 向右的某一速度与静止的B车碰撞，碰后两车连在一 起共同运动，碰撞前后打点计时器打下的纸带如图11-1所示(电源频率为50 Hz)．根据这些数据，请猜想：
图1-1-1
数据处理 为了 探究碰撞中的不变量，将实验中测得的物理量 填入如下表格
碰撞前 质量 m1 v1 速度 m1v1＋m2v2 m1v1′＋ m2v2′ m2 v2 碰撞后 m1 v1′ m2 v2′
mv
mv 2
2 m1v2 1＋m2v2
m1v1′2＋m2v2′2
v m
v1/m1＋v2/m2 v1′/m1＋v2′/m2
1 1 2 则 mAvA＞ (mA＋mB)v2 AB，说明碰撞过程中总动能减少了． 2 2 碰撞前A的速度为vA＝0.825 m/s，碰撞后两车的速度之和为2vAB ＝1.16 m/s，二者不相等，说明A与B碰撞时传递给B的不是速 度．
实验器材 方案一：气垫导轨、光电计时器、天平、滑块 ( 两个 )、 弹簧片、 细绳、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥． 方案二：带细线的摆球 ( 两套 )、铁架台、天平、量角 器、坐标纸、胶布等． 方案三：光滑长木板、打点计时器、纸带、小车 ( 两 个)、天平、撞针、橡皮泥．
实验步骤 不论采用哪种方案，实验过程均可按实验方案合理安 排，参考步骤如下： (1)用天平测相关质量． (2)安装实验装置． (3)使物体发生碰撞． (4)测量或读出相关物理量，计算有关速度． (5)改变碰撞条件，重复步骤3、4. (6) 进行数据处理，通过分析比较，找出碰撞中的守 恒量． (7)整理器材，结束实验．

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0002页 0039页 0104页 0124页 0180页 0218页 0262页 0317页 0361页 0436页 0519页 0602页
第一章 碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱 氢原子光谱 第三章 原子核 2 放射性 衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变 第四章 波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性
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第二章 原子结构
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第一章 碰撞与动量守恒
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1 碰撞
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2 恒定律

(1)调节两金属板间的电势差 u，当 u＝U0 时，使得某个质 量为 m1 的油滴恰好做匀速运动。该油滴所带电荷量 q 为多少？ (2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电 势差 u＝U 时，观察到某个质量为 m2 的油滴进入电场后做匀加 速运动，经过时间 t 运动到下极板，求此油滴所带电荷量 Q。
(1)求打在荧光屏 O 点的电子速度的大小。 (2)推导出电子的比荷的表达式。
[解析]
(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时， 电子
做匀速直线运动， 亮点重新回到中心 O 点。 设电子的速度为 v， E U 则：evB＝eE，可得 v＝B，即 v＝Bb。
(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度 v 进入后，竖直方 eU 向做匀加速运动，加速度为 a＝mb。 L1 电子在水平方向做匀速运动， 在电场内的运动时间为 t1＝ v 。 这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为 1 2 eL12U d1＝ at1 ＝ ， 2 2mv2b eL1U 离开电场时竖直向上的分速度 v⊥＝at1＝ mvb ，电子离开电 L2 场后做匀速直线运动，到达荧光屏的时间 t2＝ v ，
第1节
电
子
一、带负电的微粒 1．阴极射线 由真空管的阴极发射出的一种射线。 2．阴极射线的特点 (1)在真空中沿 直线 传播。 (2)撞击到玻璃上会产生黄绿色的荧光。 3．本质 带 负电的粒子流。
二、微粒比荷的测定 1．比荷 带电粒子的 电荷量 与质量 之比称为比荷， 又称为荷质比。 2．汤姆孙对阴极射线的探究 (1)让阴极射线分别通过电场或磁场，根据 偏转 现象，证 明它是 带负电 的粒子流并求出了其比荷。 (2)结论：粒子带 负电 ，其电荷量的大小与 氢离子 大致 相同，而质量 远小于氢离子的质量，后来组成阴极射线的粒子 被称为 电子 。