18.1 电子的发现 课件

2U 0 （1） d U
A－ ʋ0
U0 +
－
－
－B
+
+
+
U （2） e(U 0 ) 2
？
学 与 问
电磁波说
代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一
种电磁波的传播过程。
粒子说
代表人物，汤姆孙。认 问
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。
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 m 02
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
？
思考与讨论
方法二：利用磁场使组成阴极射线的粒子发生偏转， 能否根据磁场的特点和组成阴极射线的粒子在磁场中的运 动规律来计算组成阴极射线的粒子的比荷？
2. 用“磁偏转”测定组成阴极射线的粒子的比荷 的表达式 q E cos m B2 L
汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做
实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子 是构成各种物质的共有成分。由实验测得的组成阴极 射线的粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种 粒子的电荷量与氢离子的电荷量相同，则其质量约为
氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略
测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别 不大，证明了他当初的猜测是正确的。后来，物理学 家把新发现的这种组成阴极射线的粒子称之为电子。
电子发现以后，汤姆孙又进一步研究了许多新现象，如下：
电子的发现具有伟大的意义，因为这一事件使
人们认识到自然界中还有比原子更小的实物。电子
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。 实验装置如图所示：
？
想 一 想
金属板 D1、D2 之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上
的 P1 点，按图示方向加电场 E 之后，射线发生偏转并射到屏 上的 P2 点，由此推断，阴极射线带有什么性质的电荷？
带 负 电
？
思考与讨论
我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流， 那么，如何求阴极射线微粒的比荷？
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。 汤姆孙被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人”。
？
学 与 问
第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学
家密立根利用油滴实验测量出来的。
课 堂 总 结
1. 阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分。
2. 电子发现的重大意义。
？
想 一 想
为使阴极射线不发生偏转，在平行金属极板区域 应采取什么措施？
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。
？
思考与讨论
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？
第 十 八 章
原
子
结
构
§ 1 电子的发现
新 课 导 入
19 世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现 了电子。从而得出：原子是可以分割的，是由更小的微 粒组成的。
新 课 讲 授
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。
1876 年，德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由 于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这 种未知射线称之为阴极射线。
L
m q ʋ0

D
屏 幕
P1 y P2
L
D
P1 θ θ
屏 幕
m q v0
L R cos
y
m 0 R qB
E 0 B
R θ
P2
q E cos m B2 L
O 只要测出粒子打到屏上的速度方向(与水平方向的夹角 θ )
小 结
1. 用“电偏转”测定组成阴极射线的粒子的比荷 的表达式 q Ey L 2 m ( D )B L 2
3. 知道电荷是量子化的。 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。
课 堂 测 试
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 ( BC ) 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，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
A
B
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。