高中物理人教版选修3-5《18.1电子的发现》(共22张PPT)
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人教版选修3-5 第18章 1 电子的发现 课件(30张)
2．产生：在研究气体导电的玻璃管内有阴阳两极时，当 两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，叫________．
【答案】阴极射线 3．特点：碰到荧光物质能使其________． 【答案】发光
二、电子的发现 1．汤姆孙的探究方法 (1)让阴极射线分别通过电场或磁场，根据________现 象，证明它是________的粒子流并求出了其比荷． (2)换用不同材料的阴极和不同的________，所得粒子的 ________________相同． (3)粒子带负电荷，比荷是氢离子的近两千倍，说明阴极 射线粒子质量远小于氢离子质量． (4)组成阴极射线的粒子称为________． 【答案】(1)偏转 带电 (2)场 比荷的数值 (4)电子
偏距 y＝12at2④
能飞出的条件为 y<d2⑤
解①～⑤式得
U′<
2Ud2 l2
＝
2×5
000×1.0×10－22 5.0×10－22
V
＝
4.0×102 V
即要使电子能飞出，所加电压最大为 400 V.
答案：400 V
反思领悟：阴极射线在电场中或磁场中偏转实质是带电粒 子在电磁场中的运动，解决这类题目关键还是需进行受力分析 和运动情况分析，然后运用力学规律解决问题，另外，应注意 电子一般不计重力．
2．带电性质的判断方法 (1)方法一：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性质． (2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位 置的变化和左手定则确定带电的性质．
3．比荷的测定方法 (1)让某一速率的电子垂直进入某一电场中，在荧光屏上亮 点位置发生变化． (2)在电场区域加一与其垂直的大小合适的磁场，抵消阴极 射线的偏转，由此可知 Eq－qvB＝0，则 v＝BE. (3)去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线运动方向垂直， 阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为 r 的圆弧，根据 磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径 r，则由 qvB ＝mrv2得mq ＝Bvr＝BE2r.
《电子的发现》人教版高二物理选修3-5PPT课件
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人： 时间：2020.5.20
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人： 时间：2020.5.20
课堂导入
电容器是电气设备中的一种很重要的元件，在电子技术和电工技术中有 很重要的应用
一：电容器构造及工作过程
电容器从外形上来看有很多种，有方的,扁的，圆柱型的
一：电容器构造及工作过程
【探究一：电容器构造及工作过程】
4.物理意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。
三：影响平行板电容器电容的因素
三：影响平行板电容器电容的因素
保持Q不变，改变d
三：影响平行板电容器电容的因素
【实验结论】：充电后保持Q不变
①保持d和ε不变，减小两板的正对面积Ｓ，则Ｕ↑ ②保持Ｓ和ε不变，减小两板的间距d ，则Ｕ ③保持d和Ｓ不变，在板间插入电介质，使ε↑，则Ｕ
被击穿，这个电压称为击穿电压。 电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电 压低
外壳上标的电压是额定电 压
典型案例
【典例1】.某一电容器，当带电量为4×10-6C时，两极板间的电势差为20V，求 （1）电容器的电容。 （2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少。 （3）如果电容器不带电呢？
低压气体放电管阴极发出一种射线。
阴极射线的本质是什么? 怎样区分?
演示阴极射线
一、电子的发现
1.认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况。
D1
实验装置
k AB
（1）K、A部分产生阴极射线
D
（2）A、B只让水平运动的阴极射线通过
2
（3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电
讲解人： 时间：2020.5.20
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讲解人： 时间：2020.5.20
课堂导入
电容器是电气设备中的一种很重要的元件，在电子技术和电工技术中有 很重要的应用
一：电容器构造及工作过程
电容器从外形上来看有很多种，有方的,扁的，圆柱型的
一：电容器构造及工作过程
【探究一：电容器构造及工作过程】
4.物理意义：电容是一个反映电容器容纳电荷本领大小的物理量。
三：影响平行板电容器电容的因素
三：影响平行板电容器电容的因素
保持Q不变，改变d
三：影响平行板电容器电容的因素
【实验结论】：充电后保持Q不变
①保持d和ε不变，减小两板的正对面积Ｓ，则Ｕ↑ ②保持Ｓ和ε不变，减小两板的间距d ，则Ｕ ③保持d和Ｓ不变，在板间插入电介质，使ε↑，则Ｕ
被击穿，这个电压称为击穿电压。 电容器正常工作时两极板上的最大电压，称为额定电压。
额定电压比击穿电 压低
外壳上标的电压是额定电 压
典型案例
【典例1】.某一电容器，当带电量为4×10-6C时，两极板间的电势差为20V，求 （1）电容器的电容。 （2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少。 （3）如果电容器不带电呢？
低压气体放电管阴极发出一种射线。
阴极射线的本质是什么? 怎样区分?
演示阴极射线
一、电子的发现
1.认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况。
D1
实验装置
k AB
（1）K、A部分产生阴极射线
D
（2）A、B只让水平运动的阴极射线通过
2
（3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电
人教版高中物理选修3-5课件： 18.1 电子的发现 (共23张PPT)
演示
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;把它们分别连接在感应圈的负极和正极上。管中十字状物 体是个金属片。接通电源时，感应圈产生的近万伏的高电压加 在两个电极之间，观察管端玻璃壁上亮度的变化。
实验现象：看到十字架的影子。 结论：说明有光照射。
一、阴极射线
早在1858 年，德国物理学家普吕克尔就发现了 气体导电时的辉光放电现象。
思考与讨论
根据带电粒子在电场、磁场中的运动规律，哪些 方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号?
答 带电粒子垂直于电场线或磁感线进入电 场（磁场），根据它们在场区内运动的偏转 情况进行判定。
二、电子的发现
英国物理学家汤姆孙认为阴极
射线是带电粒子流。为了证实这点， 从1890年起他进行了一系列实验研 究。
+ 汤姆孙的气体放_电 管的示意图
D1
p3
_
k AB
D2
p1 P2
①K产生阴极射线；
+
②A、B形成一束细细射线；
③D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和带电
性质；
④荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转做
定量的测定。
思考与讨论
1.电粒子的电荷量与其量之比一比荷q/m，是一个重要
的物理量。根据带电粒子在电场和场中受力的情况，可以得 出它的比荷。假设你是当年“阴极射线是带电微粒”观点的支 特者，请你依照下面的提示思考计算阴极射线微粒的比荷的 方法。
纸面的磁均。这个磁场B应该向纸外还是向纸内?写出此时每
个阴板射线微粒(质量为m、速度为)受到的洛伦兹力和库仑屏カ
。两个力之间应该有什么关系?
幕
m q ʋ0
P1
物理选修3-518.1《电子的发现》ppt课件
• 阳光下的花园里，各色的花朵开得 灿烂。小蜜蜂嗡嗡地歌唱着，绕着 花朵飞来飞去，像个辛勤的小花农 在检查自己的庄园；花丛中不时传 出的笑声，像是在告诉人们——春 天到了。
写一写
床 左 居包
日积月累
出并命名，故 C 对；阴极射线本质是电子流，故 D 错。 答案：C
2.如图 18-1-2 所示，一玻璃管中有从左向右
的可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 图1812 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
用电压表测量并联电路电压
[目的] 1、用电压表测量并联电路的各支路两端电压. 2、研究并联电路的各支路两端电压的关系.
[器材] 小灯泡(灯座)2个，电压表，电源，导线，电键
用电压表测量并联电路的电压
[步骤]
1、设计电路图并连接 实物图，使两个小灯 泡连接成并联电路
用电压表测量并联电路的电压
[步骤]
图1816
他们的主要实验步骤如下： A．首先在两极板 M1、M2 之间不加任何电场、磁场，开 启阴极射线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧 光屏的正中心处观察到一个亮点； B．在 M1、M2 两极板间加合适的电场：加极性如图所示 的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏 下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外 加电压为 U。请问本步骤的目的是什么？ C．保持步骤 B 中的电压 U 不变，对 M1、M2 区域加一 个大小、方向合适的磁场 B，使荧光屏正中心处重现亮点。 试问外加磁场的方向如何？
S
用电压表测量串联电路的电压
[步骤]
人教版高中物理选修3-5课件：18-1 电子的发现(共51张PPT)
4．密立根油滴实验取得了哪些成就？ 提示：1913 年美国科学家密立根通过“油滴实验”精确测 定了电子电荷量，目前测定的元电荷的电荷量是 e＝ 1.602176462(63)×10 C. 该实验还发现：电荷是量子化的，即任何电荷只能是电子电 荷量(元电荷)e 的整数倍． 由比荷及 e 的数值确定电子的静质量为 me＝9.109×10－31 kg.
1．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)换用不同材料的阴极做实验，所得粒子的 比荷数值 相 同，是氢离子比荷的近两千倍． (3)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 ．
2．比荷(或电荷量)的测定 根据电场、磁场对电子 (带电粒子 )的偏转测量比荷(或电荷 量)，分以下两步：
(1)让粒子通过正交的电磁场(如图)，让其做直线运动，根据 E 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)，保留磁场让 mv 2 粒子单纯地在磁场中运动， 由洛伦兹力提供向心力即 Bqv＝ r ， v2 根据轨迹偏转情况， 由几何知识求出其半径 r， 则由 qvB＝m r 得 q v E m＝Br＝B2r.
提示：带电微粒在电场中受到电场力的作用，能够发生电偏 转，同样在磁场中受到洛伦兹力的作用，能够发生磁偏转．若阴 极射线是带电微粒，则加上合适的电场或磁场后会发生偏转；若 阴极射线是电磁波， 则在任何情况下加上电场或磁场都不会发生 偏转．
2．如何判断阴极射线的带电性质？ 提示：方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧 光屏上的亮点的位置变化和电场的情况确定带电的性质． 方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点 位置的变化和左手定则确定带电的性质． 3．元电荷就是单位电荷，就是电子，对吗？ 提示：元电荷是最小的电荷量单元，但并不是说电子就是元 电荷．
人教版高中物理选修3-5 18.1-2电子的发现 原子的核式结构模型教学课件共29张PPT
二。卢瑟福的原子核式结构
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原 子核里． 3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
课堂巩固
1.α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔， 下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果
（B）
A．α粒子穿过金箔时都不改变方向 B．少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 C．绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D．α粒子穿过金箔时都有较小的偏转
汤姆孙的原子模型
汤姆孙的原子模型: 原子是一个球体；正电核 均匀分布在整个球内，而 电子就像大枣镶嵌在蛋糕 里那样镶嵌在原子里面．
汤姆孙的“枣糕模型”对吗？
正电荷
电子 勒纳德用电子轰击金属膜
一。α粒子散射实验 1.实验装置
全部设备装在真空中。
卢瑟福
2.实验步骤
（1）α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线， 射到荧光屏上产生闪光，通过放大镜可以看到这些闪 光点。
中正确的是：（ C ）
A.说明α粒子的速度很大 B.说明α粒子的质量比金原子还大 C.说明金原子的内部大部分是空的 D.说明金原子也是个球体
3、（2017·江苏·1）下列说法中正确的是 （C） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于 库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子 数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互 作用力
2.卢瑟福α粒子散射实验表明（ D ）
A．原子带正电 B．原子是一个球体 C．电子在任意一个圆形轨道上运动 D．原子内部的正电荷并不是均匀分布的，而是集 中在很小的体积内
三。原子核的电荷与尺度
1.原子的组成
高中物理 18.1 电子的发现 新人教版选修3-5
R m BR
感应强度B、带电粒子的初速度v和偏转半径R即可. (2)利用电偏转测比荷，偏转量 y1 2at21 2 ·m q U d(L v)2,故 m q2 U y d L v 22. 所以在偏转电场U、d、L已知时，只需测量v和y即可.
ppt课件
【典例】一束电子流在经U=5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距 处垂直进入平行板间的匀强电场，如 图所示.若两板间距d=1.0 cm，板长l= 5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两极板上最多 能加多大电压？
2
m
轨迹如图所示.
设圆周半径为R，在三角形Ode中，
有 L R 2 （ L ） 2 R 2 ， 整 理 得 ： R 5 L
2
8
洛伦兹力充当向心力：qvB m v2
R
联立上述方程，解得
q m
128U 25B2L2
.
ppt课件
【规律方法】
测比荷的方法
测量带电粒子的比荷，常见的测量方法有两种：
(1)利用磁偏转测比荷，由 qvBmv2得q v， 只需知道磁
ppt课件
【解题指导】解答本题应明确以下三点: (1)电子在加速电场中，可由动能定理求出粒子进入偏转电场 的初速度. (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，即水平方向上做匀速运 动，竖直方向做匀加速运动. (3)粒子恰好能飞出极板与恰不能飞出极板是一临界状态，由 临界状态来确定极值.
ppt课件
【标准解答】在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极
ppt课件
2.(2011·无锡高二检测)关于空气导电性能，下列说法正确 的是( ) A.空气导电，是空气分子中有的带正电，有的带负电，在强 电场作用下向相反方向运动的结果 B.空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的 结果 C.空气密度越大，导电性能越好 D.空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
感应强度B、带电粒子的初速度v和偏转半径R即可. (2)利用电偏转测比荷，偏转量 y1 2at21 2 ·m q U d(L v)2,故 m q2 U y d L v 22. 所以在偏转电场U、d、L已知时，只需测量v和y即可.
ppt课件
【典例】一束电子流在经U=5 000 V 的加速电压加速后，在距两极板等距 处垂直进入平行板间的匀强电场，如 图所示.若两板间距d=1.0 cm，板长l= 5.0 cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两极板上最多 能加多大电压？
2
m
轨迹如图所示.
设圆周半径为R，在三角形Ode中，
有 L R 2 （ L ） 2 R 2 ， 整 理 得 ： R 5 L
2
8
洛伦兹力充当向心力：qvB m v2
R
联立上述方程，解得
q m
128U 25B2L2
.
ppt课件
【规律方法】
测比荷的方法
测量带电粒子的比荷，常见的测量方法有两种：
(1)利用磁偏转测比荷，由 qvBmv2得q v， 只需知道磁
ppt课件
【解题指导】解答本题应明确以下三点: (1)电子在加速电场中，可由动能定理求出粒子进入偏转电场 的初速度. (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，即水平方向上做匀速运 动，竖直方向做匀加速运动. (3)粒子恰好能飞出极板与恰不能飞出极板是一临界状态，由 临界状态来确定极值.
ppt课件
【标准解答】在加速电压一定时，偏转电压U′越大，电子在极
ppt课件
2.(2011·无锡高二检测)关于空气导电性能，下列说法正确 的是( ) A.空气导电，是空气分子中有的带正电，有的带负电，在强 电场作用下向相反方向运动的结果 B.空气能够导电，是空气分子在射线或强电场作用下电离的 结果 C.空气密度越大，导电性能越好 D.空气密度变得越稀薄，越容易发出辉光
高中物理人教版选修35《18.1电子的发现》(共15张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月6日星期一2021/9/62021/9/62021/9/6 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/62021/9/6September 6, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/6
实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的 物质单元。
J.J 汤姆孙(英国) 1857～1940
1889年4月30日，J.J.汤姆 孙正式宣布发现电子;
电子的发现，结束了关于 阴极射线本质的争论;
从此，人类意识到，原子 并不是组成物质的最小单位， 探索原子结构的序幕由此拉开 ……
由于J.J.汤姆生的杰出贡 献，1906年他获得诺贝尔物理 学奖。
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
2.运动分析 （1）未加电场和磁场时；
D1
-
k AB
p1 P2
+
D2
阴极射线不受力，做匀速直线运动到P1 （2）加电场、未加磁场
阴极射线只受电场力，做类平抛运动；
实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的 物质单元。
J.J 汤姆孙(英国) 1857～1940
1889年4月30日，J.J.汤姆 孙正式宣布发现电子;
电子的发现，结束了关于 阴极射线本质的争论;
从此，人类意识到，原子 并不是组成物质的最小单位， 探索原子结构的序幕由此拉开 ……
由于J.J.汤姆生的杰出贡 献，1906年他获得诺贝尔物理 学奖。
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
2.运动分析 （1）未加电场和磁场时；
D1
-
k AB
p1 P2
+
D2
阴极射线不受力，做匀速直线运动到P1 （2）加电场、未加磁场
阴极射线只受电场力，做类平抛运动；
18.1 电子的发现 课件(人教版选修3-5)
19
m 9.109410 kg
31
[要点提炼] 1.汤姆孙的研究方法及结论 (1)汤姆孙根据阴极射线在电场 和磁场 中的偏转断定，它的 本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷. (2)汤姆孙用不同材料的阴极和不同的气体做实验，所得的 比荷都是 相同 的，是氢离子比荷的近两千倍. (3)汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量，得到这种粒 子的电荷量大小与 氢离子电荷 基本相同.后来把组成阴极射 线的粒子称为 电子 .
在平行金属板区域加一磁场且磁场方向 垂直纸面向外，当满足条件 qʋB = qE 时，阴极 射线不发生偏转，即ʋ= E/B。
方法一：若撤去磁场，阴极射线由P1 点偏离
到 P2 ， P2 到 P1 竖直距离为 y ，屏幕到金属板
D1 、 D2 右端的距离为 D ，你能算出阴极射线微
粒的比荷吗？
L
m q ʋ0
D
屏 幕 P1
y
P2
L
m q ʋ0
θ
D
屏 幕
P1
y at qEL tan x 0 m02
E 又 0 B
y P2
tan 根据几何关系有： q 解得： m Ey L 2 ( D )B L 2
y L D 2
方法二：利用磁场使组成阴极射线的粒子
代表人物，汤姆生。认为这种射线的本质是一种 高速粒子流。
阅读课本，思考并讨论下列问题： １、课体图18.1-2汤姆孙的气体放电管实验的目 的是什么？
（１）、判断阴极射线是否带电； （２）、如果阴极射线带电，带何种电荷， 并测出其比荷。
2、阅读课体Ｐ48“思考与讨论”，测阴极射线 比荷的基本思路是怎样的？
人教版高中物理选修35 第18章 第1节 电子的发现(共23张PPT)
O
r d
r
2
.qVB. . . . . ...... ...... . V. . . . . d . . . . . .B ......
L
V=E/B
qvB = m v2 r
q m
=
E B2r
r = L2 +d 2 d
b、带电粒子在电场中的偏转模型
－－－－－－－－E－
O
d
V
＋qE＋＋＋＋＋＋＋＋ y
1889年4月30日，J.J.汤姆孙正式 宣布发现电子;
电子的发现，结束了关于阴极射线 本质的争论;
从此，人类意识到，原子并不是组 成物质的最小单位，探索原子结构的 序幕由此拉开……
由于J.J.汤姆孙的杰出贡献，1906 年他获得诺贝尔物理学奖。
密立根油滴实验
)美国( 密立根
Robert likan 年1953年～1868
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。10:516.17.202110:516.17.202110:5110:51:196.17.202110:516.17.2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/8/112021/8/112021/8/118/11/2021 10:21:57 AM
•
11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。2021/8/112021/8/112021/8/11Aug-2111- Aug-21
•
12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。2021/8/112021/8/112021/8/11Wednesday, August 11, 2021
人教版高中物理选修3-5 第18 章第1节 电子的发现(共22张PPT)
对阴极射线的本质存在着泾渭分明的 两种观点：一种是以德国物理学家 赫兹
为代表，认为阴极射线是一种 “电磁波”
另一种是以英国的 汤姆孙为代表， 认为阴极射线是一种“高速粒子流”
通过实验验证阴极射线实质：是从阴极射出的高速粒子流。
问题1：阴极射线带电吗？
..... ..... ..... . . . . .B
分析：1.安培定则：导线下方的磁场如图 ........................
2.左手定则：阴极射线受洛伦兹力向上。
1.加磁场： 磁场方向沿y轴正方向 2.加电场： 电场方向沿Z轴正方向
欲使阴极射线 沿Z轴负方向 偏，应怎样？
速度选择器
D
.qV－B. －. －. －. －. －.E－ .－ .
认为阴极射线是一种“高速粒子流 ”
别急，别急:
让我们一起来好好想想……
阴极射线
仪器介绍
8
这种射线最早是1858年由 德国物理学家普吕克尔 J. Plucker 发现的，1876年 另一位物理学家戈德斯坦 E.Goldstein 命名其为 “阴极射线”
1、玻璃管，内装极其稀薄的气体。 2、电极，接上高压电源的负极的 一端称“阴极”，另一端则称为 “阳极或对阴极” 3、演示: 接通高压电源后，从阴 极会射出一种射线，撞在荧光板上 发光，出现一条光带
......
L
磁偏转模型的原理 只存在磁场的情况下，偏转圆 弧为圆周运动一部分，出磁场后成 匀速直线运动 根据有关几何知识，我们一定 是可以求出带电粒子圆周运动的半 径r的。 测得射出磁场时速度偏角为θ
由几何知识得
r
s
L in
,q θ
v
B
m
为代表，认为阴极射线是一种 “电磁波”
另一种是以英国的 汤姆孙为代表， 认为阴极射线是一种“高速粒子流”
通过实验验证阴极射线实质：是从阴极射出的高速粒子流。
问题1：阴极射线带电吗？
..... ..... ..... . . . . .B
分析：1.安培定则：导线下方的磁场如图 ........................
2.左手定则：阴极射线受洛伦兹力向上。
1.加磁场： 磁场方向沿y轴正方向 2.加电场： 电场方向沿Z轴正方向
欲使阴极射线 沿Z轴负方向 偏，应怎样？
速度选择器
D
.qV－B. －. －. －. －. －.E－ .－ .
认为阴极射线是一种“高速粒子流 ”
别急，别急:
让我们一起来好好想想……
阴极射线
仪器介绍
8
这种射线最早是1858年由 德国物理学家普吕克尔 J. Plucker 发现的，1876年 另一位物理学家戈德斯坦 E.Goldstein 命名其为 “阴极射线”
1、玻璃管，内装极其稀薄的气体。 2、电极，接上高压电源的负极的 一端称“阴极”，另一端则称为 “阳极或对阴极” 3、演示: 接通高压电源后，从阴 极会射出一种射线，撞在荧光板上 发光，出现一条光带
......
L
磁偏转模型的原理 只存在磁场的情况下，偏转圆 弧为圆周运动一部分，出磁场后成 匀速直线运动 根据有关几何知识，我们一定 是可以求出带电粒子圆周运动的半 径r的。 测得射出磁场时速度偏角为θ
由几何知识得
r
s
L in
,q θ
v
B
m
物理选修3-5人教版 18.1电子的发现 (共21张PPT)(优质版)
比荷的两种求法 3. 密立根油滴实验
1. 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，则 A. 导线中的电流由 A 流向 B
(
BCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)
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，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
。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚和在乎自己 的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困难，那韩智华就是我们 的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上第一号的产品——不是汽车，而 是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量而是以质量来计算，知道你停止努力的那 一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不 会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人，未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任 何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这 就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太 阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉 煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。 40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。——曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。 44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
1. 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，则 A. 导线中的电流由 A 流向 B
(
BCቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ)
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，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
。2. 一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多，奋斗!奋斗!奋斗!3. 让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！4. 世界上那些最容易的事情中，拖延时间最不费力5. 不管现在有多么艰辛，我们也要做个生活的舞者。6. 奋斗是万物之父。— —陶行知7. 上帝制造人类的时候就把我们制造成不完美的人，我们一辈子努力的过程就是使自己变得更加完美的过程，我们的一切美德都来自于克服自身缺点的奋斗。8. 不要被任何人打乱自己的脚步，因为没有谁会像你一样清楚和在乎自己 的梦想。9. 时间不在于你拥有多少，只在于你怎样使用10. 水只有碰到石头才能碰出浪花。11. 嘲讽是一种力量，消极的力量。赞扬也是一种力量，但却是积极的力量。12. 在我们成长的路上也会遇到一些挫折，一些困难，那韩智华就是我们 的榜样，永不认输，因为我知道挫折过后是一片晴朗的天空，瞧，成功就在挫折背后向我们招手，成功就是在努力的路上，“成功就在努力的路上”！让我们记住这句话，向美好的明天走去。13. 销售世界上第一号的产品——不是汽车，而 是自己。在你成功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。14. 不要匆忙的走过一天又一天，以至于忘记自己从哪里来，要到哪里去。生命不是一场速度赛跑，她不是以数量而是以质量来计算，知道你停止努力的那 一刻，什么也没有真正结束。15. 也许终点只有绝望和失败，但这绝不是停止前行的理由。16. 有事者，事竟成；破釜沉舟，百二秦关终归楚；苦心人，天不负；卧薪尝胆，三千越甲可吞吴。17. 我颠覆了整个世界。只为了摆正你的倒影18. 好的想法是十分钱一打，真正无价的是能够实现这些想法的人。19. 伤痕是士兵一生的荣耀。20. 只有一条路不能选择——那就是放弃的路；只有一条路不能拒绝——那就是成长的路。21. 多对自己说“我能行，我一定可以”，只有这样才不 会被“不可能”束缚，才能不断超越自我。22. 人生本来就充满未知，一切被安排好反而无味——坚信朝着目标，一步一步地奋斗，就会迈向美好的未来。23. 回避现实的人，未来将更不理想。24. 空想会想出很多绝妙的主意，但却办不成任 何事情。25. 无论什么思想，都不是靠它本身去征服人心，而是靠它的力量；不论靠思想的内容，而是靠那些在历史上某些时期放射出来的生命的光辉。——罗曼·罗兰《约翰·克利斯朵夫》26. 上帝助自助者。27. 你的爸妈正在为你奋斗，这 就是你要努力的理由。28. 有很多人都说：平平淡淡就福，没有努力去拼博，又如何将你的人生保持平淡?又何来幸福?29. 当事情已经发生，不要抱怨，不要沮丧，笑一笑吧，一切都会过去的。30. 外在压力增加时，就应增强内在的动力。31. 我们每个人都应微笑面对人生，没有了怨言，也就不会有哀愁。一个人有了希望，就会对生活充满信心，只要你用美好的心灵看世界，总是以乐观的精神面对人生。32. 勇敢的人。——托尔斯泰《袭击》33. 昨天下了雨，今天刮了风，明天太 阳就出来了。34. 是的，成功不在于结果，更重要的是过程，只要你努力过，拼搏过，也许结果不一定是最好的那也走过了精彩的过程，至少，你不会为此而后悔。35. 每一天的努力，以后只有美好的未来。每一天的坚持，换来的是明天的辉 煌。36. 青年最要紧的精神，是要与命运奋斗。——恽代英37. 高峰只对攀登它而不是仰望它的人来说才有真正意义。38. 志不可立无可成之事。如无舵之舟，无衔之马，飘荡奔逸，何所底乎？--王守仁39. 拿望远镜看别人，拿放大镜看自己。 40. 顽强的毅力可以征服世界上任何一座高峰。——狄更斯41. 士人第一要有志，第二要有识，第三要有恒。——曾国42. 在我们能掌控和拼搏的时间里，去提升我们生命的质量。43. 我们不是等待未来，我们是创造未来，加油，努力奋斗。 44. 人生如画，一笔一足迹，一步一脚印，有的绚丽辉煌，有的却平淡无奇。45. 脚跟立定以后，你必须拿你的力量和技能，自己奋斗。——萧伯纳46. 一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。
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（1）判断阴极射线是否带电； （2）如果阴极射线带电，则测出其比荷。
3、18.1-2所示实验装置测阴极射线比荷的基本思 路是怎样的？
加电场使阴极射线偏转 ↓ 再加磁场使阴极射线不偏转 ↓ 每个阴极射线微粒受到的库仑力等于洛伦兹力， 求出阴极射线的速度 ↓ 只保留磁场，让阴极射线粒子做匀速圆周运动，其向心 力是洛伦兹力，进一步求出阴极射线的比荷。
②不同的放电气体，或者用不同的金属材料 制作电极，都测得相同的荷质比，随后又发现 在气体的电离和光电效应等现象中，可从不同 的物体中击出这种带电粒子，这表明它是构成 各种物体的共同成分。
回顾：
公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人 认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的， 即原子。 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原 子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心 球体,物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被 毁灭,在化学变化中原子不可分割,他们的性质在 化学反应中保持不变。
一、发现阴极射线的过程
1．辉光放电现象 (1) 放电管若有稀薄气体， 在放电管两极加上高压 可 看 到 辉 光 放 电 现 象．但若管内气体非常 稀薄即接近真空时，辉 光现象消失． (2)辉光放电的应用：利 用其发光效应(如霓虹灯、 日光灯)以及正常辉光放 电的稳压效应(如氖稳压 管 )．
2．阴极射线的发现：德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用
第十八章原子结构
第一节电子的发现
汤姆生的伟大发现
汤姆生发现电子之前人们认为原子是组成 物体的最小微粒,是不可再分的.汤姆生对 阴极射线等现象的研究中发现了电子,从而 敲开了原子的大门.
19世纪是电磁学大发展的时期, 到七、八十年代 电气工业开始有了发展, 其中电气照明也吸引了许多 科学家的注意，问题涉及低压气体放电现象，于是， 人们竞相研究与低压气体发电现象有关的问题。
二、汤姆孙对阴极射线的研究
2．比荷的测定方法 （1）让阴极射线垂直进入某一电场中，在荧 光屏上亮点位置发生变化． (2)在电场区域加一与其垂直的大小合适的磁场， 抵消阴极射线的偏转． 由此可知qE ＝ qvB.
-
- -
- -
D1 B
+ + + + +
D2
二、汤姆孙对阴极射线的研究
2．比荷的测定方法
粒子和电磁波有什么区别？ 实验该怎么做？
二、汤姆孙对阴极射线的研究
J.J.汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。 他确认阴极射线是带电的粒子。自1890年起开始研究。
+ P3
K A B
D1
P1 P2
D2
+
气体放电管
1、经检验为负电荷 2、进一步做实验：确定荷质比
2、教材图18.1-2所示实验实验目的是什么？
（3）去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线运动方向垂 直，阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的 圆弧，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出 其半径r，则由
v m evB r
2
q E 2 m B r
3、汤姆孙实验结果及分析 ①荷质比约为质子的2000倍。 这有两种可能：或者这种带电粒子的电荷 量很大；或者它的质量很小。
4、根据思考与讨论自己推导阴极射线的比荷
3.教材思考与讨论栏目中,电子比荷的测定:
(1)在 D1、 D2 间加电场后射线偏到 P2,由电场方向知,该射线带负电。 (2)在 D1、D2 间又加一磁场,电场与磁场垂直,让射线恰好不偏转, 该过程中射线受两个作用力:电场力和磁场力,两个力平衡,qvB=qE,得 v= 。 (3)撤去电场,只保留磁场,得射线做圆周运动,轨道半径为 r,根据洛
2、有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电 场加速后，进入两块间距为d，电压为U的 平行金属板间，若电子从两板正中间垂直 电场方向射入，且正好能穿过电场，求： （1）金属板AB的长度 （2）电子穿出电场时的动能
A － － － － B
v0
U0
+
+
+
+
密立根油滴实验的原理图
密立根油滴实验
• 密立根测量出电子的电量
e 1.6022 10
19
C
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 10
31
kg
1、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，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 B C．若要使电子束的径迹往 A 上偏，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
电子的发现具有伟大的意义，因为这一事 件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物。 电子的发现打开了通向原子物理学的大门 ,人们 开始研究原子的结构 . 他被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人”
J.J.汤姆生对电子的研究过程和方法
• ⒈定性研究： J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转 实验，他进一步提高了真空度，并且减小极 间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定 的静电偏转。得出阴极射线带负电。 • ⒉定量研究 ： 计算出阴极射线的荷质比e/m。 • ⒊普遍性证明
低压气体放电管研究气体放电时发现，当玻璃管内气体接
近真空，辉光消失，却在阴极孔外玻管壁上 观察到荧光，并且能使不透明物体产生阴影， 后来认定产生这种现象的原因是阴极发出的 某种射线撞击玻璃的结果，即阴极射线．
3、对阴极射线本质认识的两种观点
①一种观点认为阴极射线是电磁波
②另一种观点认为阴极射线是带电粒子
������2 ������ 伦兹力充当向心力:qvB=m ,得出: ������ ������ ������ ������
=
������ 。 ������������
两式联立得:
������ ������
=
������
������2 r
。
二、汤姆孙对阴极射线的研究
1．带电性质的判断方法
(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． (2)在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位 置的变化和左手定则确定带电的性质．
3、18.1-2所示实验装置测阴极射线比荷的基本思 路是怎样的？
加电场使阴极射线偏转 ↓ 再加磁场使阴极射线不偏转 ↓ 每个阴极射线微粒受到的库仑力等于洛伦兹力， 求出阴极射线的速度 ↓ 只保留磁场，让阴极射线粒子做匀速圆周运动，其向心 力是洛伦兹力，进一步求出阴极射线的比荷。
②不同的放电气体，或者用不同的金属材料 制作电极，都测得相同的荷质比，随后又发现 在气体的电离和光电效应等现象中，可从不同 的物体中击出这种带电粒子，这表明它是构成 各种物体的共同成分。
回顾：
公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人 认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的， 即原子。 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原 子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心 球体,物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被 毁灭,在化学变化中原子不可分割,他们的性质在 化学反应中保持不变。
一、发现阴极射线的过程
1．辉光放电现象 (1) 放电管若有稀薄气体， 在放电管两极加上高压 可 看 到 辉 光 放 电 现 象．但若管内气体非常 稀薄即接近真空时，辉 光现象消失． (2)辉光放电的应用：利 用其发光效应(如霓虹灯、 日光灯)以及正常辉光放 电的稳压效应(如氖稳压 管 )．
2．阴极射线的发现：德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用
第十八章原子结构
第一节电子的发现
汤姆生的伟大发现
汤姆生发现电子之前人们认为原子是组成 物体的最小微粒,是不可再分的.汤姆生对 阴极射线等现象的研究中发现了电子,从而 敲开了原子的大门.
19世纪是电磁学大发展的时期, 到七、八十年代 电气工业开始有了发展, 其中电气照明也吸引了许多 科学家的注意，问题涉及低压气体放电现象，于是， 人们竞相研究与低压气体发电现象有关的问题。
二、汤姆孙对阴极射线的研究
2．比荷的测定方法 （1）让阴极射线垂直进入某一电场中，在荧 光屏上亮点位置发生变化． (2)在电场区域加一与其垂直的大小合适的磁场， 抵消阴极射线的偏转． 由此可知qE ＝ qvB.
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D1 B
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D2
二、汤姆孙对阴极射线的研究
2．比荷的测定方法
粒子和电磁波有什么区别？ 实验该怎么做？
二、汤姆孙对阴极射线的研究
J.J.汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。 他确认阴极射线是带电的粒子。自1890年起开始研究。
+ P3
K A B
D1
P1 P2
D2
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气体放电管
1、经检验为负电荷 2、进一步做实验：确定荷质比
2、教材图18.1-2所示实验实验目的是什么？
（3）去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线运动方向垂 直，阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的 圆弧，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出 其半径r，则由
v m evB r
2
q E 2 m B r
3、汤姆孙实验结果及分析 ①荷质比约为质子的2000倍。 这有两种可能：或者这种带电粒子的电荷 量很大；或者它的质量很小。
4、根据思考与讨论自己推导阴极射线的比荷
3.教材思考与讨论栏目中,电子比荷的测定:
(1)在 D1、 D2 间加电场后射线偏到 P2,由电场方向知,该射线带负电。 (2)在 D1、D2 间又加一磁场,电场与磁场垂直,让射线恰好不偏转, 该过程中射线受两个作用力:电场力和磁场力,两个力平衡,qvB=qE,得 v= 。 (3)撤去电场,只保留磁场,得射线做圆周运动,轨道半径为 r,根据洛
2、有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电 场加速后，进入两块间距为d，电压为U的 平行金属板间，若电子从两板正中间垂直 电场方向射入，且正好能穿过电场，求： （1）金属板AB的长度 （2）电子穿出电场时的动能
A － － － － B
v0
U0
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密立根油滴实验的原理图
密立根油滴实验
• 密立根测量出电子的电量
e 1.6022 10
19
C
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 10
31
kg
1、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，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 B C．若要使电子束的径迹往 A 上偏，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
电子的发现具有伟大的意义，因为这一事 件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物。 电子的发现打开了通向原子物理学的大门 ,人们 开始研究原子的结构 . 他被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人”
J.J.汤姆生对电子的研究过程和方法
• ⒈定性研究： J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转 实验，他进一步提高了真空度，并且减小极 间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定 的静电偏转。得出阴极射线带负电。 • ⒉定量研究 ： 计算出阴极射线的荷质比e/m。 • ⒊普遍性证明
低压气体放电管研究气体放电时发现，当玻璃管内气体接
近真空，辉光消失，却在阴极孔外玻管壁上 观察到荧光，并且能使不透明物体产生阴影， 后来认定产生这种现象的原因是阴极发出的 某种射线撞击玻璃的结果，即阴极射线．
3、对阴极射线本质认识的两种观点
①一种观点认为阴极射线是电磁波
②另一种观点认为阴极射线是带电粒子
������2 ������ 伦兹力充当向心力:qvB=m ,得出: ������ ������ ������ ������
=
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两式联立得:
������ ������
=
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二、汤姆孙对阴极射线的研究
1．带电性质的判断方法
(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． (2)在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位 置的变化和左手定则确定带电的性质．