第1节、电子的发现

合集下载

电子的发现说课稿教案

电子的发现教学目标1、知识与技能（1）了解阴极射线及电子发现的过程；（2）知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。

2、过程与方法：培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

3、情感、态度与价值观：理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程，根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。

人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

教学重点：阴极射线的研究。

教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。

教学过程：引入：图片这些璀璨的灯光是如何产生的呢？我们从了解原子结构开始吧！发现的背景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放电现象有关的问题。

第十八章原子结构第一节电子的发现新课教学一、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。

1858年德国物理学家普吕克尔较早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。

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。

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：汤姆生认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

二、电子的发现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，思考:金属板D 1D 2之间未加电场时射线不偏转，射在屏上的P 1点，按图示方向加电场E 之后，射线发生偏转并射到屏上的P 2点，由此推断阴极射线带有什么性质的电荷？带负电思考:为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域应采取什么措施？在平行板区域加一磁场且磁场方向必须垂直纸面向外，当满足条件则阴极射线不发生偏转，则：做一做:1、若撤去磁场，带电粒子由P 1点偏离到D 1、D 2右端的距离为D ，你能算出阴极射线的比荷吗？qE B qv =0阅读教材49页，思考问题：1、汤姆孙还发现用不同材料的阴极做实验荷质比数值都相同。

《第一节电子的发现》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_沪科版_2024-2025学年

《第一节电子的发现》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，以下关于汤姆孙发现电子的实验装置描述错误的是：A、汤姆孙使用的是阴极射线管B、实验中观察到阴极射线在电场和磁场中发生了偏转C、汤姆孙通过测量偏转角度，计算出了电子的电荷量D、实验结果表明阴极射线是由带正电的粒子组成的2、在研究阴极射线的过程中，以下关于电子的发现和性质描述不正确的是：A、电子的发现使人们认识到原子是可以再分的B、电子的质量约为氢原子质量的1/1836C、电子的电荷量约为1.6×10^-19库仑D、电子是带正电的基本粒子3、电子是由哪位科学家首次发现的？A、阿斯顿B、密立根C、汤姆逊D、卢瑟福4、电子的发现对于物理学划时代的意义在于它表明了什么？A、原子是可以进一步分割的B、原子核具有复杂的结构C、电子是构成原子的基本粒子D、原子是不可再分的最小微粒5、以下关于电子发现的历史事实中，正确的是（）A、汤姆森发现了电子，认为电子是物质的基本组成单元之一B、伦琴发现了电子，并将其命名为“伦琴子”C、贝克勒尔发现了电子，提出了原子内部存在电子的假说D、汤姆森发现了电子，但他认为电子是具有一定质量的粒子6、汤姆森根据电子的发现提出了“葡萄干布丁模型”来描述原子结构，以下关于该模型描述不正确的是（）A、原子是一个带正电的球体B、正电荷均匀分布在整个球体中C、电子镶嵌在这个带正电的球体内D、 vase 正负电荷数目相等，因此整个原子是电中性的7、关于汤姆孙的阴极射线实验，下列说法正确的是：A. 实验中阴极射线在电场作用下向正极板偏转，说明它带有正电荷。

B. 实验中阴极射线在磁场作用下向一侧偏转，通过改变磁场方向可以改变偏转方向。

C. 汤姆孙通过测量阴极射线在电场中的偏转来确定其质量与电荷比。

D. 汤姆孙认为阴极射线就是原子核，并据此提出了原子结构模型。

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、以下关于电子发现的历史事实，正确的有：A、汤姆逊通过阴极射线实验发现了电子。

高中物理第2章原子结构 2.1 电子的发现与汤姆孙模型教案

第1节电子的发现与汤姆孙模型●课标要求1．知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．2．体会电子的发现过程中蕴含的科学方法及人类探索原子结构的重大意义．3．知道汤姆孙的原子模型，认识19世纪末三大发现的物理意义．●教学地位本节教科书由阴极射线、电子的发现和汤姆孙模型三部分内容组成．重点是电子的发现过程蕴含的科学方法．首先通过实验说明阴极射线的存在，然后指出“19世纪后期”，物理学家对阴极射线的本质的认识有两种观点”，最后仍然通过实验研究发现了电子．电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒，对揭示原子结构有重大意义，是近代物理三大发现(X射线、放射性、电子)之一．电子的发现是一个很好的培养学生分析问题和解决问题能力的内容．认识电子发现的重大意义，体会电子的发现过程中蕴含的科学方法，是教学中的重点.●新课导入建议实验引入给阴极射线管加上高压，并将磁铁靠近阴极射线管，你会观察到什么现象？为什么会出现这种现象？阴极射线到底是什么？本节课我们重复着科学家的足迹进行探究．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒步骤3：师生互动完成“探究1”除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓步骤7：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】⇐步骤6：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇐步骤5：师生互动完成“探究2”重在分析错误的原因⇐步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评课标解读重点难点1.了解物质结构早期探究的基本历程．2.知道阴极射线的产生及其本质，理解汤姆孙对阴极射线研究的方法及电子发现的意义．3.了解汤姆孙原子模型. 1.理解阴极射线的研究过程．(重点)2.汤姆孙发现电子的理论推导．(难点)3.电子电荷量的测定．(难点)物质结构的早期探究(1)古人对物质的认识①我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、土5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．③古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论，认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，叫做“原子”．(2)通过实验了解物质的结构①1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论．②19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位．③1811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．(3)结论在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次，宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子组成．原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒，它既不能创生，也不能消灭．2．思考判断(1)玻意耳认为万物的本质是土、水、火、空气四种元素的元素论．(×)(2)阿伏伽德罗提出分子可以由多个原子组成．(√)(3)19世纪初期形成的原子论观点认为原子是构成物质的最小颗粒是不可分的．(√)3．探究交流试简述道尔顿提出原子论的依据．【提示】18世纪一系列重要的实验结果，如化学反应遵从质量守恒定律，元素形成化合物时遵从定比定律、倍比定律等，启示人们推想物质是由一些不可毁灭的微粒构成的，而且各种不同的元素微粒按照一定的比例形成化合物，在此基础上，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.电子的发现及汤姆孙模型1.(1)汤姆孙的探究方法①让阴极射线分别通过电场或磁场，根据偏转现象，证明它是带负电的粒子流，通过静电偏转力与磁场偏转力相抵消等方法，确定了阴极射线粒子的速度，并测量出了其比荷．②换用不同金属的阴极，所得粒子的比荷值大体相同．③粒子带负电，阴极射线的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，比荷是氢离子的近两千倍，说明阴极射线粒子的质量远小于氢离子质量．④组成阴极射线的粒子称为电子．(2)结论①阴极射线是高速电子流．②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．(3)电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒．现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多，这说明电子是原子的组成部分．电子带负电，而原子是电中性的，可见原子内还有带正电的物质，这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢？电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情，拉开了人们研究原子结构的序幕．(4)19世纪末物理学的三大发现①1895年伦琴发现了X 射线；②X 射线发现后不久，贝克勒尔发现了放射性；③1897年汤姆孙发现了电子．(5)汤姆孙的原子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．2．思考判断(1)电子的发现，说明原子具有一定的结构．(√)(2)电子是第一种被人类发现的微观粒子．(√)(3)电子的发现，是19世纪末的三大著名发现之一．(√)3．探究交流为什么汤姆孙要通过电场和磁场研究阴极射线？【提示】当时对阴极射线本质的认识存在两种认识：一是认为是带电粒子，二是认为是以太波．而汤姆孙认为阴极射线是带电粒子，而带电粒子可受电场力和磁场力.“阴极射线”性质的研究1．如何确定阴极射线的带电性质？2．如何确定阴极射线的比荷？ 3．阴极射线的本质是什么？1．电性的确定方法一：让阴极射线进入已知电场，由所受电场力方向确定带电的性质．方法二：让阴极射线进入磁场，由所受洛伦兹力的方向，根据左手定则确定带电的性质．2．比荷的测定方法图2－1－1(1)让粒子通过正交的电磁场，如图2－1－1所示，让其做直线运动，根据二力平衡条件，即F 洛＝F 电(Bqv ＝qE )得到粒子的运动速度v ＝E B.图2－1－2(2)在其他条件不变的情况下，撤去电场，如图2－1－2所示，保留磁场，让粒子只在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即Bqv ＝mv 2R，根据磁场情况和轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径R .(3)由以上方法确定粒子比荷的表达式：q m ＝E B 2R. 3．电子的发现(1)汤姆孙测得阴极射线粒子的比荷约为1011 C/kg ，电荷量与氢离子基本相同，质量为氢离子的11 800. (2)最后经定量计算，汤姆孙认定组成阴极射线的粒子为电子．1．阴极射线的来源：若放电管的真空度高，阴极射线的粒子主要来自阴极；若放电管的真空度不高，粒子还可能来自管中气体．2．阴极射线不是X 射线．(2012·文昌检测)1897年，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．在汤姆孙测电子比荷的实验中，采用了如图2－1－3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．图2－1－3(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．【审题指导】阴极射线带负电，根据运动的速度方向及在磁场中的偏转方向利用左手定则判断磁场方向，并利用几何关系计算比荷．【解析】 (1)由于所加磁场使电子受到向下的洛伦兹力，因此磁场的方向垂直纸面向里．(2)如图，当电子在DG 间做匀速直线运动时，有eE ＝evB ①当电子在DG 间的磁场中偏转时，有evB ＝mv 2r② 同时又有L ＝r sin θ③由①②③式得e m ＝E sin θB 2L. 【答案】见解析1．比荷的测定问题只是带电粒子在磁场和电场中运动的一类典型例子，这种方法可以推广到带电粒子在复合场中的运动，求其他相关的问题．2．解决带电粒子在电磁场中运动的问题时要注意以下几点：(1)带电粒子的带电性质．(2)正确描绘运动轨迹．(3)能确定半径、圆心．(4)会利用几何知识把有关线段与半径联系起来．(2013·琼海检测)如图2－1－4所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是( )汤姆孙的气体放电管的示意图图2－1－4A ．若在D 1、D 2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P 1点B ．若在D 1、D 2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C ．若在D 1、D 2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D ．若在D 1、D 2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏转【解析】实验证明，阴极射线是电子流，它在电场中偏转时应偏向带正电的极板一侧，可知选项C 正确，选项B 错误．加上磁场时，电子在磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，因而选项D 错误．当不加电场和磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A 的说法正确．【答案】 AC易错案例警示——对汤姆孙原子模型的意义认识不清导致错误下列说法正确的是 ( )A．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子B．电子的发现证明了原子是可分的C．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置D．汤姆孙原子模型是正确的【正确解答】通过物理学史可得，选项A正确；根据电子发现的重要意义可得，选项B正确；选项C描述的是汤姆孙原子模型，选项C正确；汤姆孙原子模型本身是错的，选项D错误．【答案】ABC【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：电子电荷量的测定——密立根油滴实验1．密立根油滴实验的原理电子所带的电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测出的．密立根实验的原理如图教2－1－1所示．图教2－1－1(1)两块水平放置的平行金属板A、B与电源相接，使上板带正电，下板带负电，油滴从喷雾器喷出后，经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中．(2)大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时，因摩擦而带负电，油滴在电场力、重力和空气阻力的作用下下降．观察者可在强光照射下，借助显微镜进行观察.2．方法(1)两板间的电势差、两板间的距离都可以直接测得，从而确定极板间的电场强度E，但是由于油滴太小，其质量很难直接测出．密立根通过测量油滴在空气中下落的终极速度来测量油滴的质量．没加电场时，由于空气的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空气给油滴的摩擦力而使油滴匀速下落，可测得速度v1.(2)再加一足够强的电场，使油滴做竖直向上的运动，在油滴以速度v2匀速运动时，油滴所受的静电力与重力、阻力平衡．根据空气阻力遵循的规律，即可求得油滴所带的电荷量．3．结论密立根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，从而证实了电荷是量子化的，并求得了元电荷即电子或质子所带的电荷量e.1．历史上第一个发现电子的科学家是( )A．贝可勒尔 B．道尔顿C．伦琴D．汤姆孙【解析】贝可勒尔发现了天然放射现象，道尔顿提出了原子论，伦琴发现了X射线，汤姆孙发现了电子．【答案】 D图2－1－52．如图2－1－5所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将( )A．向纸内偏转B．向纸外偏转C．向下偏转D．向上偏转【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生及性质．由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极端射出，根据左手定则可判定阴极射线(电子)向上偏转．【答案】 D3．关于电荷的电荷量，下列说法错误的是( )A．电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的B．物体所带电荷量可以是任意值C．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19 CD．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍【解析】密立根油滴实验测出了电子的电荷量为1.6×10－19C，并提出了电荷量量子化的观点，因而A、C对，B错；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故D对；因此选B.【答案】 B4．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是 ( )A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线中的负电粒子的比荷与氢离子的基本相同D．阴极射线中的负电粒子的带电荷量与氢离子的相同【解析】阴极射线是电子流，故带负电，A对B错．电子与氢离子的带电荷量相同，但质量不同，故C错D对．【答案】AD5．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的图2－1－6粒子流，这些微观粒子是________．若在如图2－1－6所示的阴极射线管中部加垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将________(选填“向上”、“向下”或“向外”)偏转．【解析】阴极射线即为电子流．当电子流穿过垂直纸面向里的磁场时，将受到洛伦兹力的作用而向下偏转(注意电流方向与电子流方向相反)．【答案】电子向下。

人教版物理选修3-5课件第十八章原子结构 1电子的发现

液滴编号 1 2 3 4 …
电荷量/C 6.41×10－19 9.70×10－19 1.6×10－19 4.82×10－19
…
解析：表格中的数据与电子电量的比值关系为： qe1＝61.4.61××1100－－1199＝4，
qe2＝91.7.60××1100－－1199＝6， qe3＝11..66××1100－－1199＝1， qe4＝41.8.62××1100－－1199＝3.
(1)调节两金属板间的电势差 U，当 U＝U0 时，使得某个质量为 m1 的油滴恰好做匀速运动．该油滴所带电荷量 q 为多少？
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差 U＝U1 时，观察到某个质量为 m2 的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间 t 运动到下极板，求此油滴所带电荷量 Q.
得出结论：电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷 e 的整数倍．
答案：电荷是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷的整数倍
【学习力-学习方法】
优秀同龄人的陪伴让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨，起早贪黑，上课认真，笔记认真，小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩，上课没事儿还调皮气老师，笔记有时让人看不懂，但一考试就挺好…… 小B
第十八章原子结构
1 电子的发现
学习目标
1.知道电子是怎样发现的及其对人类探索原子结构的重大意义. 2.了解汤姆孙发现电子的研究方法，知道电子的电荷量和质量. 3.能运用所学知识解决电子在电场和磁场中的运动问题.
重点难点重点 1.电子的发现
过程及其意义. 2.电荷的量子化. 难点
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，使荧屏正中心处重现亮点，试问外加磁场的方向如何？

第一节电子的发现

精确测量出电子电荷量密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。
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
质子质量与电子质量的比值 mp/me=1836
2
r
做一做:
1、若撤去磁场带电粒子由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，你能算出阴极射线的比荷吗？萤
L m e 幕

D
v0 y
L m e
萤幕

θ
D
v0
y1 y2
y
tan
vy vx

at v0

qEL mv
2 0
又因为： tan
（2）加电场、未加磁场阴极射线只受电场力，做类平抛运动；
D1
K
P3 P1
A
B
D2
y
思考:
+
P2
金属板D1D2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: 为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域
阴极射线的本质是什么呢？
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。
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，汤姆生。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
汤姆生
可采取什么措施？
P3 D1

人教版高中物理选修3-5教学案：第十八章第1节电子的发现 -含答案

第1节电子的发现1．英国物理学家汤姆孙发现了电子。

2．组成阴极射线的粒子——电子。

3．密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量。

4．密立根实验发现：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。

一、阴极射线1．实验装置：如图18-1-1所示真空玻璃管中K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极；把它们分别连在感应圈的负极和正极上。

图18-1-12．实验现象：玻璃壁上出现淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影。

3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为阴极射线。

二、电子的发现1．汤姆孙的探究(1)让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况，证明它是B(A.带正电B．带负电)的粒子流并求出了它的比荷。

(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同。

证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。

(3)进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子——电子。

由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。

2．密立根“油滴实验”(1)精确测定电子电荷。

(2)电荷是量子化的。

3．电子的有关常量1．自主思考——判一判(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线。

(×)(2)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。

(×)(3)阴极射线在真空中沿直线传播。

(√)(4)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。

(×)(5)组成阴极射线的粒子是电子。

(√)(6)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值。

(×)2．合作探究——议一议气体放电管中的气体为什么会导电？提示：气体分子内部有电荷，正电荷和负电荷的数量相等，对外呈电中性，当分子处于电场中时，正电荷和负电荷受电场力的方向相反，电场很强时正、负电荷被“撕”开，于是出现了等量的正、负电荷，在电场力作用下做定向运动，气体就导电了。

第一节-电子的发现

第十八章原子结构
• 第一节电子的发现
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。
速度选择器
D
.qV－B. －. －. －. －. － .E－ .－ .
.. ..
qE＋
V. .
＋
. .
＋
. .
＋
. .
＋
. .
＋
..
.
＋
＋B.
C
工作原理：
qvB
q
E
qU d
v
E B
U Bd
利用速度选择器求解进入磁场的速度个向上的电这场时，飞过来的阴极线射粒子会受到电场力这，个电场力向哪个方？（向向下，因为负电荷力受与电场强度方向相，反动画）
这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。
电子
电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。
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
质子质量与电子质量的比值： mp 1836 me
汤姆孙的气体放电管的示意图
• 1. 当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？

原子物理知识要点

原子物理知识要点第一节电子的发现与汤姆孙模型 1、阴极射线 2、汤姆孙的研究3. 汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。

第二节原子的核式结构模型 1、粒子散射实验原理、装置（1）粒子散射实验原理：（2）粒子散射实验装置主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜几部分组成。

（3）实验的观察结果入射的粒子分为三部分。

大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。

2、原子的核式结构的提出三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释粒子大角度散射？（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？小结：实验中发现极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。

①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。

②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。

③极少数粒子被弹回表明：作用力很大；质量很大；电量集中。

3、原子核的电荷与大小4.卢瑟福原子核式结构模型第三节波尔的原子模型卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。

1、玻尔的原子理论（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

这些状态叫定态。

（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。

原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。

电子的发现1．阴极射线的研究阴极射线是由德国物理学家普吕克尔于...

电子的发现1．阴极射线的研究阴极射线是由德国物理学家普吕克尔于1858年在观察放电管中低压气体的放电现象时发现。

1876年同是德国物理学家的哥尔茨坦认为这是从阴极发出的某种射线，并从此命名为阴极射线。

但它认为阴极射线是类似于紫外线的以太波。

后来赫兹等人也都坚持以太说。

1871年，英国物理学家瓦尔利(Varley)从阴极射线在磁场中受到偏转的事实，提出阴极射线是由带负电的微粒组成的设想。

并且他的主张得到本国人克鲁克斯和舒斯特的支持。

于是对于阴极射线的性质，19世纪的后30年，形成了两种对立的观点：德国学派的以太说和英国学派的带电微粒说。

微粒说派的克鲁克斯认为阴极射线是由于残留气体分子撞到阴极，因而带上负电，又在电场中运动形成“分子流”。

因此它既能传递能量，也能传递动量。

舒斯特认为：气体分子自然分解成两部分，带正电的部分被阴极俘获，电极间只留下带负电的部分，因而形成阴极射线。

并且在1890年，他根据磁偏转的半径和电极间的电位差，估算带电微粒的荷质比为5×106～1×1010库仑/千克之间，与电解所得氢离子的荷质比108库仑/千克相比，数量级相近。

为了反驳微粒说观点，哥尔茨坦作了一个光谱实验，如图：他用一个L形放电管，电极A和B可以互换轮流做阴极，用光谱仪观察光谱。

如果阴极射线是分子流，它发出的光应产生多普勒效应，即光的频率应与分子流速度方向有关。

但结果是不管是那一端发出阴极射线，谱线的波长都没有改变，从而否定了分子流之说。

并认为这是对以太说的一个支持。

赫兹和其学生勒纳德(Lenard)做了真空管中电流分布的实验，“证明”阴极射线的走向与真空管中电流的分布无关。

他还在阴极射线管中加垂直于阴极射线的电场，由于没有看到阴极射线的偏转（管中真空度太低）而认为阴极射线不带电。

1891年，赫兹和勒纳德又做了铝窗实验：他在阴极射线管的末端嵌上厚度约0.000265cm的薄铝箔作为窗口（如下图），发现阴极射线能从铝窗口逸出，并能在空气中穿行约1cm的行程。

高中化学人教版必修一第六章知识点总结

高中化学人教版必修一第六章知识点总结本文档总结了高中化学人教版必修一第六章的重点内容。

第一节电子的发现与性质- 电子的发现：详细介绍了通过阴极射线实验证明了电子的存在以及电子的基本性质。

- 电子的性质：讲解了电子的质量、电荷、自旋等性质，并介绍了电子的波粒二象性。

第二节原子的发现与性质- 原子的发现历史：回顾了道尔顿提出的原子学说，以及后来通过实验证实了原子存在的事实。

- 原子的性质：介绍了原子的基本结构，包括原子核和电子云，并解释了电子云模型和量子力学模型。

第三节原子结构变化和元素周期表- 原子结构变化：说明了原子在化学反应中的结构变化，包括电离和激发。

- 元素周期表：介绍了元素周期表的基本结构，包括周期和族的概念，并解释了周期表中元素性质的规律性。

第四节原子质量与元素相对原子质量- 原子质量：介绍了原子质量的概念和测定方法。

- 元素相对原子质量：讲解了相对分子质量、相对原子质量和摩尔质量之间的关系，并介绍了计算相对原子质量的方法。

第五节化学式与物质的量计算- 化学式：介绍了化学式的概念，包括分子式、离子式和结构式，并解释了化学式的应用。

- 物质的量计算：讲解了物质的量的概念和计算方法，包括摩尔、物质的量分数和化学反应物质的计量关系。

第六节化学变化中的能量变化- 化学反应中的能量变化：说明了化学反应中可能发生的能量变化，包括放热反应和吸热反应。

- 化学反应的热力学方程式：介绍了计算放热反应和吸热反应的热力学方程式，并解释了热化学方程式的应用。

第七节完全反应与未完全反应- 完全反应和未完全反应：比较了完全反应和未完全反应的特点，并解释了未完全反应的原因。

- 反应的计算：讲解了通过化学方程式计算反应物质的方法，并介绍了反应的收率和原子经数的概念。

第八节氧化还原反应- 氧化还原反应：介绍了氧化还原反应的基本概念，包括氧化剂、还原剂和氧化数，并解释了氧化还原反应的电子转移过程。

第九节电解质溶液- 电解质溶液：讲解了电解质溶液中的离子行为，包括电离和导电性，并解释了电解质溶液的电解作用。

人类发现的第一个粒子电子

1
电子的发现
电子的发现
01
电子的发现可以追溯到19世纪末，当时科学家们正在研究阴极射线管中的射线现象
02
英国物理学家J·J·汤姆森通过实验发现，阴极射线是由带负电的粒子组成的，这些粒子后来被命名为"电子"
2
电子的基本性质
电子的基本性质
1
电子是原子的组成部分之一，其质量约为9.11×10^-31千克，带有一个单位
人类发现的第一个粒子——电子
-
1 电子的发现 3 电子在科学和技术中的应用 5 电子在医学中的应用
2 电子的基本性质 4 总结 6 电子在能源领域的应用
人类发现的第一个粒子——电子
电子是人类物理学中最早发现的粒子之一，也是现代物理学的基础之
一
电子的发现标志着人类对物质结构认识的开端，对于现代科学和技术的发展有着重要的影响
的负电荷
电子在原子中围绕着原子核运动，并与其他粒子相互作用
2
3
电子的发现对于理解原子和分子的结构和性质至关重要
3
电子在科学和技术中的应用
电子在科学和技术中的应用
电子的发现不仅对理解物质的基本性质做出了重要贡献，而且在科学和技术中有着广泛的应用
以下是电子在几个领域中的应用
电子在科学和技术中的应用
6
电子在能源领域的应用
太阳能电池
太阳能电池是一种利用光电效应将光能转化为电能的装置。在太阳能电池中，光照射到半导体材料上，激发电子从价带跃迁到导带，形成电流。太阳能电池的应用范围广泛，包括光伏发电、太阳能热水器、太阳能灯具等
电子在能源领域的应用
电子在能源领域的应用

第十八章第一节电子的发现

上页
下页
课堂互动讲练
随堂达标自测
课时活页训练
基础知识梳理
核心要点突破
基础知识梳理
第十八章原子结构一、阴极射线阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的电子粒子流，这些微观粒子是_____．二、电子的发现汤姆孙阴极射线 1897年英国物理学家_______通过研究_________发现了电子；1910年美国物理学家_________通过著名的密立根 ____实验精确测定了电子的电荷量．油滴电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元，电子的电荷量约为__________C，电子的质量约为 1.6×10－19 9.1×10－31 __________kg.任何带电体所带电量只能是电子电量的整数倍 _______．
上页
下页
图18－1－2
课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练
基础知识梳理
核心要点突破
第十八章原子结构
【解析】 (1)由于阴板射线向上偏转，因此受电场力方向向上，又由于匀强电场方向向下，则电场力的方向与电场方向相反，所以阴极射线带负电． (2)由于所加磁场使阴极射线受到向下的洛伦兹力，由左手定则得磁场的方向垂直纸面向里．
上页
下页
【答案】
8.02×10－19 C
随堂达标自测
5倍
课时活页训练
课堂互动讲练
基础知识梳理
核心要点突破
变式训练
第十八章原子结构
3．关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是( ) A．测得了电子的电荷量 B．提出了电荷分布的量子化观点 C．为电子质量的最终获得作出了突出贡献 D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据答案：ABCD

电子的发现

3、思考与讨论：
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。
自学检测
如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有射线射出，若在管的正下方放一通电直导线 AB时，发现射线径迹下偏，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 C．若要使电子束的径迹往上偏，
粒子的电荷量
进一步做实验：确定电荷量和质量与氢离子的大
汤姆孙进一步的实验得到了什么实验结果？致相同。
这种组成阴极射线的带电粒子被称为电子。
在19世纪末年，物理学的三项重大的实验发现：X
意射线、放射性和电子。电子的发现使人们认识到自
义
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。
4.关于电子的发现者，下列说法正确的是
()
A
A．英国的汤姆孙
B．德国的普吕克尔
C．德国的戈德斯坦
D．美国的密立根
思考与讨论：P50
课后作业
1、课后作业2.3.4.写到作业本上 2、第一节的三维
3、明日课前背写的题是：三维P13例3
1901年，密立根实验的两个结果？
美国科学家密立根精确地测定了电子的电量： e=1.6022×10－19 C
发现了电荷的量子化。根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：
me=9.1094×10－31 kg
小结：
1. 阴极射线是由电子组成的。电子是原子的组成部分。
2.知道电荷是量子化的。 3.电子发现的重大意义。
汤姆孙是如何通过实验知道射线是带电的粒子流？带何种性质的电荷？-
D1 D2
经检验阴极射线为负电荷 + 进一步做实验：确定荷质比汤姆生如何测定出粒子的荷质比？

第一节电的发现及其重大意义

第一节电子的发现及其重大意义♦三维目标：了解阴极射线及电子发现的过程2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导3.培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

4.理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的♦教学重点阴极射线的研究♦教学难点汤姆孙发现电子的理论推导♦教学方法实验演示和启发式综合教学法♦教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备♦课时安排 1 课时♦教学过程（一）引入新课教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。

这种认识一直统治了人类思想近两千年。

直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。

电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

（二）进行新课1．阴极射线讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。

德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。

所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。

（1）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。

（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。

认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其他什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。

鲁科版物理选修3-5：第2章第1节电子的发现与汤姆孙模型学业分层测评4

学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)下列说法正确的是()A．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子B．电子的发现证明了原子是可分的C．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置D．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质都集中在原子中心一个很小的范围内【解析】通过物理学史可得，选项A正确；根据电子发现的重要意义可得，选项B正确；选项C描述的是汤姆孙原子模型，选项C正确，D错误．【答案】ABC2．人们对原子结构的认识有一个不断深化的过程，下列先后顺序中符合史实的是() 【导学号：64772091】①道尔顿提出的原子论②德谟克利特的古典原子论③汤姆孙提出的葡萄干面包原子模型A．①②③B．②①③C．③②①D．③①②【解析】对于探索构成物质的最小微粒，古希腊哲学家德谟克利特建立了早期的原子论，19世纪初，道尔顿提出了原子论，汤姆孙发现电子后，提出了葡萄干面包模型，故选项B正确．【答案】 B3．(多选)汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”．关于电子的说法正确的是()A．任何物质中均有电子B．不同的物质中具有不同的电子C．电子的质量比最轻的氢原子的质量小得多D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元【解析】汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，均为相同的粒子——电子，所以选项A正确，选项B错误；电子是构成物质的基本单元，其质量是氢原子质量的11 800故选项C、D均正确．【答案】ACD4．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是() 【导学号：64772092】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【解析】汤姆孙经过大量的实验，证明阴极射线是带电的粒子流，并称组成粒子流的粒子为电子，故选C.【答案】 C5．对于电子的发现，以下说法中正确的是()A．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子B．汤姆孙通过实验测定了阴极射线的比荷值C．密立根通过油滴实验测定了阴极射线的比荷值D．原子的葡萄干面包模型是道尔顿提出的【解析】1897年汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，并测出了电子的比荷，提出了葡萄干面包模型，故选B.【答案】 B6．(多选)关于空气的导电性能，下列说法正确的是() 【导学号：64772093】A．空气导电，是因为空气分子中有的带正电，有的带负电，空气分子在强电场作用下向相反方向运动。

第一章电子信息技术发展史

图1-8 意大利物理学家伏打
行，而它们只能提供短暂的电流。
精品课件
1.1.1 电的发现
富兰克林风筝实验 ●1746年，英国伦敦一名叫柯林森的物理学家，通过邮寄向美国费城的本杰明.富兰克林赠送了一只莱顿瓶，并在信中向他介绍了使用方法，这直接导致了1752年富兰克林著名的费城实验。
精品课件
1.1.1 电的发现
精品课件
1.2.4 集成电路
集成电路示例见图1-36。
(a)第一块集成电路
(b)集成电路芯片显微照片
图 1-36 集成电路示例
精品课件
(c)各种封装好的集成电路
1.2.4 集成电路
●集成电路并不是一个一个的电路元器件连接成的电路，而是把具有某种功能的电路“埋”在半导体晶体管里的一种器件。它易于小型化和减少引线端，所以具有可靠性高的优点。 ●集成电路的发明，是电子产品工艺技术的一次革命，进一步减小了电子设备的体积，由此，它们变得更轻、更小。
● 他做了一个把风筝放到雷雨云里去的实验。他用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去，金属丝的下端接了一段绳子，另外金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子，用另一手轻轻触及钥匙。于是他立即感到一阵猛烈的冲击（电击），同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花（图1-10）。
图1-10 富兰克林的风筝实验
精品课件
1.2.2 电子管
●1904年，英国工程师弗莱明(图 1-30) 发明了人类第一只电子管, 电子管的诞生，是人类电子文明的起点。弗莱明真空二极管的发明得益于爱迪生发现的“爱迪生效应”。
精品课件
弗莱明采用在真空中利用电流加热灯丝的方法，轻而易举地获得逸出物体的自由电子，并用它做成了一种效率很高的无线电信号检测器------真空二极管（如图1-31）。真空二极管可使频率很高的无线电信号被整流检波成为人们需要的信息。

第1节、电子的发现

电子的发现 说课稿 教案

《第一节 电子的发现》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_沪科版_2024-2025学年

高中物理 第2章 原子结构 2.1 电子的发现与汤姆孙模型教案

人教版物理选修3-5课件 第十八章 原子结构 1电子的发现