《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(huì)員分享，可在線(xiàn)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(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、科學(xué)靠?jī)蓷l腿走路，一條是理論，一條是實(shí)驗(yàn)。有時(shí)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(lái)，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(shí)一直統(tǒng)治了人類(lèi)思想近兩千年。直到19世紀(jì)末，科學(xué)家對(duì)實(shí)驗(yàn)中的陰極射線(xiàn)深入研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了電子，使人類(lèi)對(duì)微觀世界有了新的認(rèn)識(shí)。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(xiàn)及電子發(fā)現(xiàn)的過(guò)程 知道湯姆孫研究陰極射線(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子的實(shí)驗(yàn)及理論推導(dǎo),1、知識(shí)與技能,2、過(guò)程與方法觀,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析和解決能力，
2、初步了解原子不是最小不可分割的粒子。,3、情感態(tài)度與價(jià)值觀,理解人類(lèi)對(duì)原子的認(rèn)識(shí)和研究經(jīng)歷了一個(gè)十分漫長(zhǎng)的過(guò)程，這一過(guò)程也是辯證發(fā)展的過(guò)程．根據(jù)事實(shí)建立學(xué)說(shuō)，發(fā)展學(xué)說(shuō)，或是決定學(xué)說(shuō)的取舍，發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，再建立新的學(xué)說(shuō)．人類(lèi)就是這樣通過(guò)光的行為，經(jīng)過(guò)分析和研究，逐漸認(rèn)識(shí)原子的。,重點(diǎn) 陰極射線(xiàn)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(xiàn),二、電子的發(fā)現(xiàn),一、陰極射線(xiàn),氣體分子在高壓電場(chǎng)下可以發(fā)生電離，使本來(lái)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(lái)的？,1、陰極射線(xiàn)實(shí)驗(yàn)： 在真空玻璃管中金屬板制成的陰極
3、，金屬環(huán)制成的陽(yáng)極；把他們分別連接在感應(yīng)圈的負(fù)極和正極上，管中十字狀物體是一個(gè)金屬片。接通電源后，感應(yīng)圈產(chǎn)生的近萬(wàn)狀的高電壓加在兩個(gè)電極之間，觀察兩端玻璃壁上亮度的變化。,陰極射線(xiàn)管,1858年德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾較早發(fā)現(xiàn)了氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光放電現(xiàn)象。德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦研究輝光放電現(xiàn)象時(shí)認(rèn)為這是從陰極發(fā)出的某種射線(xiàn)引起的。所以他把這種未知射線(xiàn)稱(chēng)之為陰極射線(xiàn)。,對(duì)于陰極射線(xiàn)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(shuō)：代表人物，赫茲。認(rèn)為這種射線(xiàn)的本質(zhì)是一種電磁波的傳播過(guò)程。 （2）粒子說(shuō)：代表人物，湯姆孫。認(rèn)為這種射線(xiàn)的本質(zhì)是一種高速粒子流。,根據(jù)帶電粒子電、
4、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，那些方法可以判斷運(yùn)動(dòng)的帶電粒子所帶電荷的正負(fù)號(hào)？,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(duì)陰極射線(xiàn)等現(xiàn)象的研究中發(fā)現(xiàn)了電子,從而敲開(kāi)了原子的大門(mén)。,湯姆遜在實(shí)驗(yàn)室,1、探索陰極射線(xiàn) 1858年德國(guó)的科學(xué)家普里克（J.Plucker，1801——1868）發(fā)現(xiàn)了陰極射線(xiàn)。 陰極射線(xiàn)究竟是什么？湯姆生如何測(cè)定陰極射線(xiàn)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(guò)小孔A、B形成一束細(xì)細(xì)的射線(xiàn)。它穿過(guò)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(guò)射線(xiàn)產(chǎn)生的熒光屏的位置，可以研究射線(xiàn)的徑跡。,（1）當(dāng)在平行極
5、板上加一電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)陰極射線(xiàn)打在熒光屏上的位置向下偏，則可判定，陰極射線(xiàn)帶有負(fù)電荷。 （2）為使陰極射線(xiàn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則請(qǐng)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(chǎng)，且磁場(chǎng)方向必須垂直紙面向外。當(dāng)滿(mǎn)足條件：,,（3）根據(jù)帶電的陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(cè)定出粒子的荷質(zhì)比？ 讓帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如果僅受磁場(chǎng)力作用，將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力：,3、湯姆生如何測(cè)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(chǎng)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：,（2）讓粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)僅受電場(chǎng)力作用達(dá)到最大偏轉(zhuǎn),計(jì)算出的荷質(zhì)比大約比
6、當(dāng)時(shí)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：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(shuō)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(cè)得的陰極射線(xiàn)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(cè)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(cè)是正確的。湯姆生把新發(fā)現(xiàn)的這種粒子稱(chēng)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(guó)物理學(xué)家戈德斯坦研究輝光放電現(xiàn)象時(shí)認(rèn)為這是從陰極發(fā)出的某種
7、射線(xiàn)引起的。所以他把這種未知射線(xiàn)稱(chēng)之為陰極射線(xiàn)。當(dāng)在平行極板上加一電場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)陰極射線(xiàn)打在熒光屏上的位置向下偏，則可判定，陰極射線(xiàn)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(gè)核，叫做原子核 B.原子的正電荷均勻分布在整個(gè)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(guó)春季2）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是 （ ） A.α粒子散
8、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)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(gè)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(gè)具有球面的平凸透鏡平放在平行透明玻璃板上。現(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(shuō)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
9、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，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(shí)甲光束的臨界角較小，則：以下說(shuō)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(shí)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
10、射時(shí)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(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(xiàn)的粒子都有相同的比荷，說(shuō)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(cè)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=4/3R3πρ油滴受到的重力G=4/3πR3ρg庫(kù)倫力F=Eq，由平衡條件，可知4/3R3πρg=Eq電子個(gè)數(shù)與電量的關(guān)系為q=Ne因此，電子的個(gè)數(shù)為N=4πR3ρg/3Ee=5,
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