高中物理_选修3---5_第十八章原子结构_全章课件汇总

q E 1897年得到实验结果：
m B2r
荷质比约为质子的2000倍
实验结果：荷质比约为质子的2000倍
进一步分析实验结果：是电荷比质 子大？还是质量比质子小？（测量）
进一步拓展研究对象：用不同的材料 做阴极做实验，光电效应、热离子发射 效应、射线（研究对象普遍化）。
实验结论：电子是原子的组成部分， 是比原子跟基本的物质单元。
正电荷 电子
汤姆生原子枣糕模型能解释当时 发现的一些现象，如原子的发光等， 因而曾被广泛接受。
但勒纳德1903年做了一个实验，使电 子束射到金属模上，发现较高速度的电 子很容易穿透原子。看来原子不是一个 实心球体。稍后一些的α粒子散射实验 则完全否认了汤姆孙的原子模型。
二、 粒子散射实验
1909年～1911年 英国科学家卢瑟福和 他的助手进行了著名
子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v，下面
说法正确的是：( )
A、
如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率
变为2v
B、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时
速率变为v/2
C、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速
率变为2v
D、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速
率变为0.707v
实验
粒子和电磁波有什么区别？ 实验该怎么做？
-
M N
+ 气体放电管 经检验为负电荷 进一步做实验：确定荷质比
一个质量为m,电量为e的带电粒子,以速度v垂直进
入磁场B中,
v2 m
evB
-
r
M
Nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在平行板MN间产生竖直向上的电场+ E,在垂直电场向
外的方向上加一磁场B,适当地调节电场和磁场的强
度,可以测出速度大小V= E/B
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
的α粒子散射实验，
使人们对原子的内部 结构有了新的认识。
卢瑟福
（一）装置简介：
问题：
α粒子散射实验的结果是：
绝大多数α粒子穿过金箔后几乎仍沿原 来的方向前进或偏转很小； 少数 α粒子发生了较大的偏转， 极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至 被弹回，偏角几乎达到180°。
问题：
1.α粒子散射实验的结果与汤姆生原子模型得出 的结论是否相符？说明你的理由。
2.原子内部的正电荷应该如何分布才能形成α粒 子的大角度散射呢？
3. 请大家分析一下，卢瑟福是如何解释α粒子散 射实验的？
（1）电子不可能使α粒子发生大角度散射。α粒 子跟电子碰撞过程中两者动量变化相等，因α粒 子的质量是电子质量的7300倍，撞前后α粒子速 度几乎不变，而质量小的电子速度发生改变。因 此，α粒子撞电子时不会出现被反弹回来的现象。 发生非对心碰撞时，α粒子也不会出现大角度偏 转。可见，电子对α粒子在速度的大小、方向上 的改变是十分微小的。
（2）按汤姆孙的原子模型，正电荷在原子内部分 布均匀，α粒子穿过原子时，由于粒子两侧正电 荷对它的斥力有相当大的一部分相抵削，使α粒 子偏转的力也不会很大，α粒子散射现象说明了 汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况。
（3）实验中发现少数α粒子发生大角度偏转，甚 至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地 方受到了质量、电量均比本身大的多的物休作用。
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
思考与研讨
习题1：如图，在两平行板间有平行的均匀电
场E，匀强磁场B。MN是荧光屏，中心为O，
OO’=L，在荧光屏上建立一个坐标系，原点
高中物理选修3---5第十八章 原子结构全章课件汇总
§18.1 电子的发现
§18.2 原子的核式结构模型 §18.3 氢原子光谱 §18.4 波尔的原子模型
2021/9/24
选修3—5 第十八章 原子结构
§18.1
电子的发现
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。
阴极射线
阴极射线是低压气体放电过程中出现的 一种奇特现象，德国物理学家J.普吕克尔在 1858年利用低压气体放电管研究气体放电时 发现的 .从低压气体放电管阴极发出一种射线。
1876年，戈 德斯坦的研究。
对其本性 的研究形成了 英国学派的微 粒说和德国学 派的以太说。
阴极射线
对其本性的研究导致了英国学派的微粒说和德 国学派的以太。
是O，y轴向上，x轴垂直纸面向外，一束速度、
荷质比相同的粒子沿OO’方向从O’射入，
打在
3 L, L
屏上P（- 3 ）6 点，求：
M
（1）粒子带何种电荷？
O’
O
（2）B的方向？
N
（3）粒子的荷质比？
习题2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，A
为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，
A、K间电压为U。电子离开阴极是速度可以忽略，电
A
K
U
选修3—5 第十八章 原子结构
§18.2
原子的核式结构模型
1897年，汤姆孙对阴极 射线研究，发现了电子， 说明原子是可再分的， 原子是中性的，因此推 断出原子中还有带正电 的物质．那么这两种物 质是怎样构成原子的呢？
汤姆孙
一、汤姆生的原子模型
1、理论依据： 2、建立的模型： 3、解释的现象： 4、遇到的困难：
美国科学家密立根又精确地测定了电子的电 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 为：
m=9.1094×10－31 kg
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1子9。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。