物理选修3-5鲁科版全套一体资料课件：第二章 原子结构 2-1
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运动的影响时，一般不考虑重力 的影响． 图1
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(2)带电性质的判断方法
①粒子在电场中运动如图 1所示．带电粒子受电场力作用运
动方向发生改变 (粒子质量忽略不计 )．带电粒子在不受其他 力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带正电；若逆着 电场线方向偏转，则粒子带负电．
图2
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想一想 答案
汤姆孙怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？ 他根据阴极射线在电场和磁场中偏转情况判断其是带
负电的电子流．
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三、汤姆孙原子模型 汤姆孙认为，原子带 正电 的部分应充斥整个原子，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，这就是原子的 葡萄干面包 模型．
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
C．带负电的高速粒子流 D．不带电的高速中性粒子流 答案 C
图3
预习导学课堂互动源自解析射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线
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一、阴极射线的性质及特点
1．阴极射线实质是电子束． 2．阴极射线的产生：玻璃管内的气体足够稀薄时，射线由 阴极发出，它可使玻璃管壁发出荧光． 3．阴极射线带电性质的判断方法 (1) 阴极射线的本质是电子，在电场 ( 或磁场 ) 中所受电场 力(或洛伦兹力)远大于所受重力，
故研究电场力(或洛伦兹力)对电子
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2 ．大约在 17 世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结 构．
(1)1661年， 玻意耳 以化学实验为基础建立了科学的元素
论． (2)19世纪初， 道尔顿 提出了原子论，认为原子是元素的最 小单位． (3)1811年，意大利化学家 阿伏伽德罗 提出了分子假说，指
出分子可以由多个相同的原子组成．
②粒子在磁场中运动，如图2所示．粒子将受到洛伦兹力作 用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手
定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，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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【例1】
如图3所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可
是由带电粒子构成的粒子流．根据安培定则可知， AB 上方
的磁场是垂直纸面向里的．粒子向下偏转，洛伦兹力方向向 下，由左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的 运动方向相反，故粒子带负电． 借题发挥 应用左手定则时，要注意负电荷运动的方向与它
形成的电流方向相反，即应用左手定则时负电荷运动的方向
应与四指所指的方向相反．
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解析
(1)负电
(2)粒子受两个力作用：电场力和洛伦兹力，两个力平衡，即有 qE E ＝qvB，得：v＝B v2 v q (3)根据洛伦兹力充当向心力：qvB＝m R ，得出：m＝BR. E q E q 又 v＝B，则m＝ 2 .测出 E、B、R 即可求荷质比m. BR 答案 (1)负电 E (2)B E (3) 2 BR
(1) 我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、
土五种基本“元素”组成的． (2) 古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空 气四种“元素”，天体则由第五种“元素” ——“以太”构 成．
原子论 ，认
(3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的
为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，叫做“原子”．
二、电子比荷的测定
1．汤姆孙在研究阴极射线时的实验装置如图4所示：
图4 2．带电粒子比荷的测定方法
图5
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(1)让粒子通过正交的电磁场(如图 5 所示)，让其做直线运动，根 E 据二力平衡，即 F 洛＝F 电(Bqv＝qE)得到粒子的运动速度 v＝B. (2)在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图 6 所示)，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 ＝ mv 2 R ，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径 R.
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第1节
电子的发现与汤姆孙模型
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[目标定位]
1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子
的组成部分.2.了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学
思想.3.领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义.4.了解汤
姆孙的原子模型．
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一、物质结构的早期探究 1．古人对物质的认识
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针对训练
关于阴极射线的本质，下列说法正确的是
(
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
解析
C
阴极射线是原子受激发射出的电子流，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．
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二、电子的发现
1 ．阴极射线： 科学家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．
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2．汤姆孙对阴极射线本质的探究 (1)实验中通过 静电偏转力 和 磁场偏转力相抵消等方法，确定 q 了阴极射线粒子的速度，并测量出了这些粒子的比荷： m ＝ E . RB2 (2)阴极射线是带电粒子流，带 负 电． (3)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的 1 成分，其质量是氢离子质量的 ，汤姆孙将这种带电粒子 1 800 称为 电子 ．
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(1)在 D1、D2 间加电场后射线偏到 P2，则由电场方向知，该射线 带什么电？ (2)再在 D1、D2 间加一磁场(图中未画出)，电场与磁场垂直，让射 线恰好不偏转．设电场强度为 E，磁感应强度为 B，则电子的速 度多大？ (3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出 q 轨道半径为 R，则粒子的荷质比m是多大？
图6
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q E (3)由以上两式确定粒子的比荷表达式： 最后经定量计算 m＝B2R， 汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子．
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【例 2】 如图 7 所示为测定阴极射线粒子比荷的装置， 从阴极 K 发出的阴极射线通过一对平行金属板 D1、D2 间的匀强电场， 发生偏转．
图7
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(2)带电性质的判断方法
①粒子在电场中运动如图 1所示．带电粒子受电场力作用运
动方向发生改变 (粒子质量忽略不计 )．带电粒子在不受其他 力的作用时，若沿电场线方向偏转，则粒子带正电；若逆着 电场线方向偏转，则粒子带负电．
图2
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想一想 答案
汤姆孙怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？ 他根据阴极射线在电场和磁场中偏转情况判断其是带
负电的电子流．
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三、汤姆孙原子模型 汤姆孙认为，原子带 正电 的部分应充斥整个原子，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，这就是原子的 葡萄干面包 模型．
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
C．带负电的高速粒子流 D．不带电的高速中性粒子流 答案 C
图3
预习导学课堂互动源自解析射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线
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一、阴极射线的性质及特点
1．阴极射线实质是电子束． 2．阴极射线的产生：玻璃管内的气体足够稀薄时，射线由 阴极发出，它可使玻璃管壁发出荧光． 3．阴极射线带电性质的判断方法 (1) 阴极射线的本质是电子，在电场 ( 或磁场 ) 中所受电场 力(或洛伦兹力)远大于所受重力，
故研究电场力(或洛伦兹力)对电子
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2 ．大约在 17 世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结 构．
(1)1661年， 玻意耳 以化学实验为基础建立了科学的元素
论． (2)19世纪初， 道尔顿 提出了原子论，认为原子是元素的最 小单位． (3)1811年，意大利化学家 阿伏伽德罗 提出了分子假说，指
出分子可以由多个相同的原子组成．
②粒子在磁场中运动，如图2所示．粒子将受到洛伦兹力作 用F＝qvB，洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，利用左手
定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，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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【例1】
如图3所示，一玻璃管中有从左向右的阴极射线可
是由带电粒子构成的粒子流．根据安培定则可知， AB 上方
的磁场是垂直纸面向里的．粒子向下偏转，洛伦兹力方向向 下，由左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的 运动方向相反，故粒子带负电． 借题发挥 应用左手定则时，要注意负电荷运动的方向与它
形成的电流方向相反，即应用左手定则时负电荷运动的方向
应与四指所指的方向相反．
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解析
(1)负电
(2)粒子受两个力作用：电场力和洛伦兹力，两个力平衡，即有 qE E ＝qvB，得：v＝B v2 v q (3)根据洛伦兹力充当向心力：qvB＝m R ，得出：m＝BR. E q E q 又 v＝B，则m＝ 2 .测出 E、B、R 即可求荷质比m. BR 答案 (1)负电 E (2)B E (3) 2 BR
(1) 我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、
土五种基本“元素”组成的． (2) 古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空 气四种“元素”，天体则由第五种“元素” ——“以太”构 成．
原子论 ，认
(3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的
为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，叫做“原子”．
二、电子比荷的测定
1．汤姆孙在研究阴极射线时的实验装置如图4所示：
图4 2．带电粒子比荷的测定方法
图5
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(1)让粒子通过正交的电磁场(如图 5 所示)，让其做直线运动，根 E 据二力平衡，即 F 洛＝F 电(Bqv＝qE)得到粒子的运动速度 v＝B. (2)在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图 6 所示)，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 ＝ mv 2 R ，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径 R.
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第1节
电子的发现与汤姆孙模型
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[目标定位]
1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子
的组成部分.2.了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学
思想.3.领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义.4.了解汤
姆孙的原子模型．
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一、物质结构的早期探究 1．古人对物质的认识
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针对训练
关于阴极射线的本质，下列说法正确的是
(
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
解析
C
阴极射线是原子受激发射出的电子流，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．
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二、电子的发现
1 ．阴极射线： 科学家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．
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2．汤姆孙对阴极射线本质的探究 (1)实验中通过 静电偏转力 和 磁场偏转力相抵消等方法，确定 q 了阴极射线粒子的速度，并测量出了这些粒子的比荷： m ＝ E . RB2 (2)阴极射线是带电粒子流，带 负 电． (3)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的 1 成分，其质量是氢离子质量的 ，汤姆孙将这种带电粒子 1 800 称为 电子 ．
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(1)在 D1、D2 间加电场后射线偏到 P2，则由电场方向知，该射线 带什么电？ (2)再在 D1、D2 间加一磁场(图中未画出)，电场与磁场垂直，让射 线恰好不偏转．设电场强度为 E，磁感应强度为 B，则电子的速 度多大？ (3)撤去电场，只保留磁场，使射线在磁场中做圆周运动，若测出 q 轨道半径为 R，则粒子的荷质比m是多大？
图6
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q E (3)由以上两式确定粒子的比荷表达式： 最后经定量计算 m＝B2R， 汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子．
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【例 2】 如图 7 所示为测定阴极射线粒子比荷的装置， 从阴极 K 发出的阴极射线通过一对平行金属板 D1、D2 间的匀强电场， 发生偏转．
图7