鲁科版高中物理选修3-5课件第2章第1节

图2－1－6
电子电量的测定
电例子2所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学 家密立根通过油滴实验测得的．他测定了数千个 带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个 最小电荷量的整数倍．这个最小电荷量就是电子 所带的电荷量．密立根实验的原理如图2－1－7 所示，A、B是两块平行放置的水平金属板，A板 带正电，B板带负电．
5．微观世界的三大发现
19世纪末微观世界的三大发现为： (1)1895年__伦__琴_____发现了X射线．
(2)1896年法国科学家_贝_可__勒__尔____发现了放射性
．
汤姆孙
(3)1897年英国物理学家_________发现了电子
．
思考感悟
为什么说电子的发现打破了“原子不可分割” 这一观点？
高中物理课件
（金戈铁骑 整理制作）
第1节 电子的发现与汤孙模 型
课标定位 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课标定位
学习目标： 1.知道阴极射线的产生及其本质． 2．了解汤姆孙发现电子的研究方法及电子发现的 意义． 重点难点：电子的发现和汤姆孙模型．
二、电子的发现 1．阴极射线 研究__稀__薄__气_体_____放电时，在气体压强很低时 ，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁 发出荧光，这种射线称为阴极射线．
2．汤姆孙对阴极射线本质的探究 (1)通过实验：巧妙利用电场力与洛伦兹力平衡， 确定了阴极射线的速度，并测量出了粒子的 __比__荷__．___ (2)换用不同材料的阴极和不同的气体，所得粒子 的__比__荷___相同．这说明不同物质都能发射这种粒 子，该粒子是各种物质中共有的，是物质的组成
图2－1－4
(1)说明图中磁场沿什么方向； (2)根据L、E、B和θ，求出电子的比荷． 【思路点拨】 两板间只加电场时电子在电场力 作用下做类平抛运动，同时加上电场和磁场后电 场力和洛伦兹力相等，做匀速直线运动，只加磁 场时做匀速圆周运动．
图2－1－5
变式训练 质谱仪是一种测定带电粒子的比荷和
从喷雾器嘴喷出的油滴，落到A、B两板间的电场 中．小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间 的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡． 已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105N/m，油 滴半径是1.64×10－4cm，油的密度是0.851g/cm3 ，求油滴所带的电荷量．这个电荷量是电子电荷 量的多少倍？
图2－1－3
A．平行于纸面向左 B．平行于纸面向上 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里 解析：选C.阴极射线是高速电子流，由左手定则 可判断磁场方向垂直纸面向外．
二、汤姆孙原子结构模型 20世纪初科学家们提出了很多种原子模型，其中 最有影响力的是汤姆孙模型——原子的葡萄干面 包模型：原子带正电的部分充斥整个原子，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．
特别提醒：汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一 些实验事实，但这一模型很快就被新的实验事实 所否定，不过它的意义却极其深远．电子的发现 使我们认识到原子是有结构的，并用汤姆孙的原 子模型可以粗略解释原子发光问题，为我们揭开 了原子结构研究的帷幕．
课堂互动讲练
电子比荷的测定 1897例年1 ，物理学家汤姆孙正式测定了电子的比荷， 打破了原子是不可再分的最小单位的观点．因此， 汤姆孙的实验是物理学发展史上最著名的经典实验 之一．
部分．
3．结论 不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质
中共有的成分，比最轻的氢原子的质量还要小的 多，汤姆孙将这种带电粒子称为___电__子___，电子 是物质的组成部分．
4．电子发现的意义 电子的发现说明___原_子____具有一定的结构，也 就是说_原__子______是由电子和其他物质组成的．
课前自主学案
一、物质结构的早期探究 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元． 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．
分析同位素的重要工具，它的构造原理如图2－1 －6所示．让中性气体进入电离室A，在那里被电 离成离子．这些离子从电离室的小孔飘出，从缝
S1进入加速电场被加速．然后让离子从缝S2垂直 进入匀强磁场，最后打在底片上的P点．已知加速 电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P之间 的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计．
提示：1897年，汤姆孙用实验证实了存在比原 子更小的微粒——电子，从此改变了这一观点．
三、汤姆孙原子模型 原子带正电荷的部分充斥整个原子，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．
核心要点突破
一、阴极射线与电子的发现 1．阴极射线 (1)气体的电离和导电：通常情况下，气体是不导 电的；但在强电场中，气体能够被电离而导电．在 研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体．稀 薄气体导电时可以看到辉光放电现象． (2)阴极射线：在真空放电管中，由于玻璃受到阴 极发出的某种射线的撞击而引发荧光，这种射线叫 做阴极射线．
在汤姆孙测电子比荷的实验中，采用了如图2－1 －4所示的阴极射线管，从电子枪C出来的电子经 过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、 G平行板间，接着在荧光屏中心F出现荧光斑．若 在D、G间加上方向向下，场强为E的匀强电场， 电子将向上偏转；如果再利用通电线圈在D、G电 场区加上一垂直纸面的、磁感应强度为B的匀强磁 场(图中未画)，荧光斑恰好回到荧光屏中心，接着 再去掉电场，电子向下偏转，偏转角为θ，试解决 下列问题：
2．比荷的测定——发现电子 (1)首先确定阴极射线粒子带电性质：方法：①粒 子在电场中运动时，如图2－1－1所示．带电粒子 在电场中运动，受电场力作用运动状态发生改变( 粒子重力忽略不计)．带电粒子在不受其他力，沿 电场线方向偏转时，粒子带正电，逆电场线方向 偏转时，粒子带负电．
图2－1－1
②粒子在磁场中运动时，如图2－1－2所示．粒 子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，而我们曾学习过 ，速度方向v始终与洛伦兹力方向垂直，利用左手 定则，即可判断粒子的电性．
图2－1－2
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．
通过上述方法可判定阴极射线是带有负电性质的 电荷．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的 高电压下加速飞向阳极，如图2－1－3所示，若 要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )
图2－1－7
【答案】 8.0×10－19C 5 【方法总结】 使带电油滴在匀强电场中处于静 止或匀速运动状态(向下或向上)，然后根据共点力 的平衡条件列方程，求出油滴所带电荷量，发现 这些电荷量等于某个最小电荷量的整数倍，即可 求出电子所带的电荷量e.