181电子的发现精品PPT课件
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《电子的发现》课件
电子束加工
电子束加工简介
电子束加工是一种利用高 能电子束对材料进行加工 和制造的技术。
工作原理
电子束加工通过聚焦高能 电子束到材料表面，实现 切割、熔炼、焊接等加工 操作。
应用领域
在微电子、纳米科技、航 空航天等领域，电子束加 工技术具有广泛的应用前 景。
电子束焊接
电子束焊接简介
电子束焊接是一种利用高能电子 束实现材料连接的焊接技术。
点。
电子束热处理的原理是利用高能电子束 对材料进行快速加热，使其达到熔化、 凝固、相变等所需的温度和条件，从而 实现材料的表面强化、合金化、晶体生
长等。
电子束热处理的关键技术包括电子加速 器、材料加热和冷却技术、真空环境控 制等，目前已在航空、航天、汽车等领
域得到广泛应用。
电子束在医疗领域的应用
电子束在医疗领域的应用主要包括电 子束消融、放射治疗和放射诊断等。
电子束驱动推进器的工作原理是利用高能电子束与工质分子相互作用， 将电子束的动能传递给工质分子，使其获得足够的速度来产生推力。
电子束驱动推进器的关键技术包括电子加速器、工质供应和排放系统等 ，目前仍处于研究和发展阶段，未来有望在航天器推进领域得到广泛应 用。
电子束热处理
电子束热处理是一种利用高能电子束对 材料进行加热处理的技术，具有加热速 度快、加热效率高、加热均匀性好等优
静电的早期研究
16世纪末期，英国科学家威廉·吉尔伯特（William Gilbert） 对静电进行了详细的研究，并首次使用了“电”这个词来描 述这种自然现象。
电子的发现过程
阴极射线管的发现
1857年，德国物理学家尤利乌斯·普 吕克（Julius Plücker）发现了阴极 射线管，这是电子发现的先驱。
18-1电子的发现31张ppt
继而，他采用静电偏转力和磁场偏转力相抵 消等方法确定阴极射线粒子的速度，测量出 这些粒子的荷质比，并进一步测出它们的质 量约为氢原子质量的1/1 837。由此推断，阴 极射线粒子比原子要小得多，可见这种粒子 是组成一切原子的基本材料。汤姆孙于1807 年4月30日宣布了他的发现。后来人们命名 这种粒子为电子。电子是人类所认识的第一 种基本粒子。此后，他又提出了“电子浸浮 于均匀正电球”的原子结构模型(汤姆孙模 型)。该模型虽然在后来被卢瑟福的核原子模
图18－1－1
2．阴极射线
在两极间加有高压时，阴极会发生一种射线， 这种射线称为阴极射线。
3．阴极射线的特点 阴极射线能够使荧光物质发光。
4．对阴极射线的本质的认识： 19世纪后期的两种观点：(1)认为是电磁辐射，
类似X射线；(2)是带电粒子。
【例1】关于阴极射线的本质，下列说法正 确的是
答案： 1．负电 比荷 电荷量 2．电子 原子 3．密立根 “油滴实验” 1.6×10－19 4．量子化 整数倍 1 836
1．阴极射线的产生
阴极射线由阴极射线管产生，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，它们分别连接在感 应圈的负极和正极上。管中十字状物体是一 个金属片，玻璃壁上涂有荧光。
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
( )
【答案】C
【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子， 关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究 阴极射线过程中的一些假设，是错误的。
知识点2电子的发现
1．汤姆孙对阴极射线的实验研究
得 v＝EB，即 v＝BUb。 (2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度 v 进入后， 竖直方向做匀加速运动，加速度为 a＝meUb。 电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间 t1 ＝Lv1。
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
物理选修3-5 18.1电子的发现 (共21张PPT)[优秀课件][优秀课件]
![物理选修3-5 18.1电子的发现 (共21张PPT)[优秀课件][优秀课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/c59829a3bd64783e09122bc1.png)
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。
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。
q E cos
m
B2L
汤姆生发现，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。由实验测得的阴极射线 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。
屏
L
D
幕
m q v0
P1
y
P2
屏
L
D
幕
m q v0
P1
θ
y
P2
tan
vy vx
at v0
qEL mv02
且
v0
E B
又因为：
tan
D
y
L
2
化简得： q m
(D
Ey L)B2L
2
方法二：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转， 能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律 来计算阴极射线的比荷？
屏
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。认为这种射线的本 质是一种高速粒子流。
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：
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。
q E cos
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B2L
汤姆生发现，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。由实验测得的阴极射线 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。
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化简得： q m
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方法二：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转， 能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律 来计算阴极射线的比荷？
屏
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。认为这种射线的本 质是一种高速粒子流。
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：
物理：181《电子的发现》课件人教版选修(1)
电子的发现
克鲁克斯电子实验
作为揭示电子本质的重要 里程碑，克鲁克斯电子实 验堪称物理学史上的经典 之一。
汤普逊的质量-电荷比 实验
通过对阴极射线进行偏转 操作，汤普逊成功测量了 微粒的电荷量与质量之比。
密立根的金属阴极反 射实验
密立根发现，阴极射线照 射质子时，会发生反应从 而释放出电子。
电子的应用
小型化趋势不可逆转
随着电子元器件的体积逐渐缩 小，越来越多的电子设备逐渐 与我们的生活相融合。
进入量子时代
电子科技已进入下一个阶段， 探索量子计算的前沿，迎接未 来挑战。
电子
名称 电子 质子 中子
符号 ep+ n
电荷量 -1.602×10-19 C 1.602×10-19 C 0
质量 9.109×10-31 kg 1.673×10-27 kg 1.675×10-27 kg
电子的发现
欢迎来到本节课关于电子的探索! 本节课将带你穿越历史，探索人类如何揭示 电子这一微粒的精妙结构。
电子的悖论
电子的波粒二象性
电子表现出如同波又像粒子的 奇妙性质，这个现象令人困惑 不解。
电荷量
电子是负电荷微粒，但它的电 荷量有多少呢？
导入
在我们深入探究电子的属性之 前，我们需要先了解基本的物 理定律。
1
电子计算机
二十世纪五十年代，第一台电子计算机问世，自此计算机科学迅速发展。
2
电子工业
电子元器件的广泛应用，为现代工业带来高效率和便捷性。
3
电子媒体
数字图像，音频和视频的储存和传输技术，已经极大地改变了人们的娱乐和交流方式。
总结
电子科技不断演进
电子科技已经成为现代文明的 基础，它的重要性和影响力将 持续不断地增加。
飞飞《181 电子的发现》课件(共28张PPT)
油滴编 号
电荷量 /C
1
2
3
4
6.41×10 9.700－19
19
19
解析：由表中电荷量一栏中的数据可以看出， 6.41×10－19大约为1.6×10－19的4倍，9.70×10 － 19 大 约 为 1.6×10 － 19 的 6 倍 ， 1.6×10 － 19 为 1.6×10－19的1倍，4.82×10－19约为1.6×10－19 的3倍．故可以得出油滴的带电荷量都为e的整
第一节 电子的发现
第一节
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．知道阴极射线及其产生方法，了解汤姆孙发现 电子的研究方法．
3．能熟练运用所学知识解决电子在电场和磁场中 运动问题．
重点难点：1.电子的发现过程． 2．电子在电场和磁场中运动的有关计算．
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．
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 ＝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
数倍． 答案：带电荷量都为e的整数倍
图18－1－3
(3)设此射线带电量为 q，质量为 m，当射线在 DG 间做匀速直线运动时，有 qE＝Bqv① 当射线在 DG 间的磁场中偏转时， 有 Bqv＝mrv2② 同时又有 L＝r·sinθ ③
181第一节电子的发现
轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的 亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是( )
第第3300页页
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向 B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向 C.加一电场,电场方向沿z轴负方向 D.加一电场,电场方向沿y轴正方向 解析:若加磁场,由左手定则可判断其方向应沿y轴正方向;若
第第2266页页
3.电子的发现说明( ) A.原子是由原子核和电子组成的 B.物质是带电的且一定带负电 C.原子可进行再分 D.原子核可再分 答案:C
第第2277页页
4.关于电荷量,下列说法正确的是( ) A.物体的带电量可以是任意值 B.物体的带电量只能是某些值 C.物体带电量的最小值是1.6×10-19 C D.一个物体带上1.6×10-9 C的正电荷,这是它失去了1010个电
2
答案:C
第第3333页页
解析:由动能定理可知,电子在加速电场中被加速,eU= 1 mv2
所以当电压减半后,速度为 2 v ,故C选项正确.
2
2
第第3344页页
8.在场强为1.92×105 N/C的匀强电场中,一半径为1.64×10-4 cm,密度为0.851 g/cm3的油滴恰能悬浮,求油滴的电量是 电子的多少倍?
第第1111页页
3.电子发现的重大意义 电子是人类发现的第一个比原子小的粒子,电子的发现,打破
了原子不可再分的传统观念,使人们认识到原子不是组成 物质的最小微粒,原子本身也有内部结构.从此,原子物理学 飞速发展,人们对物质结构的认识进入了一个新时代.
第第1122页页
典例分析 一､磁场对运动电荷的影响 例1:阴极射线从阴极射线管中的阴极发出,在高压下加速飞向
第第3377页页
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A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向 B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向 C.加一电场,电场方向沿z轴负方向 D.加一电场,电场方向沿y轴正方向 解析:若加磁场,由左手定则可判断其方向应沿y轴正方向;若
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3.电子的发现说明( ) A.原子是由原子核和电子组成的 B.物质是带电的且一定带负电 C.原子可进行再分 D.原子核可再分 答案:C
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4.关于电荷量,下列说法正确的是( ) A.物体的带电量可以是任意值 B.物体的带电量只能是某些值 C.物体带电量的最小值是1.6×10-19 C D.一个物体带上1.6×10-9 C的正电荷,这是它失去了1010个电
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答案:C
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解析:由动能定理可知,电子在加速电场中被加速,eU= 1 mv2
所以当电压减半后,速度为 2 v ,故C选项正确.
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8.在场强为1.92×105 N/C的匀强电场中,一半径为1.64×10-4 cm,密度为0.851 g/cm3的油滴恰能悬浮,求油滴的电量是 电子的多少倍?
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3.电子发现的重大意义 电子是人类发现的第一个比原子小的粒子,电子的发现,打破
了原子不可再分的传统观念,使人们认识到原子不是组成 物质的最小微粒,原子本身也有内部结构.从此,原子物理学 飞速发展,人们对物质结构的认识进入了一个新时代.
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典例分析 一､磁场对运动电荷的影响 例1:阴极射线从阴极射线管中的阴极发出,在高压下加速飞向
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J.J 汤姆孙(英国) 1857 ～ 1940
电子的发现
汤姆生发现，对于不同的放电气体，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。随后，汤姆生 直接测量出粒子的电荷，发现粒子的电荷与氢 离子的电荷基本相同，说明它的质量比任何一 种分子和原子的质量都小得多，至此，汤姆生 完全确认了电子的存在。
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
度,可以测出速度大小V= E/B
q E m B2r
1897年得到实验结果： 荷质比约为质子的2000倍
有关阴极射线 实验总结
1 带负电，且电荷量与氢离子相同 2 质量是最轻的原子近 1/2000
电子 electron
阴极射线是由 比最小的原子还小的多的
带负电荷的微粒 构成的
正离子的轰击 阴极射线
...... ......
P3
......
......
. . . . . .B
......
-
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
N
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
金属受热
热离子流
紫外线照射 放射性物质
光电流 β射线
电子
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。
atom
道尔顿 英国化学家 1766-1844
每种化学元素都有它对应的原子… 原子是最微小的不可分割的实心球体 …
探索阴极射线
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。
密立根油滴实验
密立根油滴实验的原理图
密立根测量出电子的电量
e 1.60221019 C
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 1031kg
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
20
结束语
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
密立根油滴实验
密立根 (美国)
Robert likan 1868年～1953年
e 1.60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
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。
Ατομικής
德谟克利特 Democritus 古希腊哲学家 约前460～前370
世间万物是由原子构成的… 原子是一种最后的不可分割的物质微粒…
阴极射线究竟是什么？
19世纪，对阴极射线的本质的认识有 两种观点。一种认为阴极射线是一种 电磁辐射，另一种认为阴极射线是带 电微粒。
汤姆生认为阴极射线是带点粒 子流。汤姆生如何测定阴极射 线的电荷？
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。
电子的发现
汤姆生发现，对于不同的放电气体，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。随后，汤姆生 直接测量出粒子的电荷，发现粒子的电荷与氢 离子的电荷基本相同，说明它的质量比任何一 种分子和原子的质量都小得多，至此，汤姆生 完全确认了电子的存在。
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
度,可以测出速度大小V= E/B
q E m B2r
1897年得到实验结果： 荷质比约为质子的2000倍
有关阴极射线 实验总结
1 带负电，且电荷量与氢离子相同 2 质量是最轻的原子近 1/2000
电子 electron
阴极射线是由 比最小的原子还小的多的
带负电荷的微粒 构成的
正离子的轰击 阴极射线
...... ......
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. . . . . .B
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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
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M
N
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
金属受热
热离子流
紫外线照射 放射性物质
光电流 β射线
电子
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。
atom
道尔顿 英国化学家 1766-1844
每种化学元素都有它对应的原子… 原子是最微小的不可分割的实心球体 …
探索阴极射线
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。
密立根油滴实验
密立根油滴实验的原理图
密立根测量出电子的电量
e 1.60221019 C
根据荷质比，可以精确地计算出 电子的质量
m 9.1094 1031kg
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
20
结束语
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
密立根油滴实验
密立根 (美国)
Robert likan 1868年～1953年
e 1.60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
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。
Ατομικής
德谟克利特 Democritus 古希腊哲学家 约前460～前370
世间万物是由原子构成的… 原子是一种最后的不可分割的物质微粒…
阴极射线究竟是什么？
19世纪，对阴极射线的本质的认识有 两种观点。一种认为阴极射线是一种 电磁辐射，另一种认为阴极射线是带 电微粒。
汤姆生认为阴极射线是带点粒 子流。汤姆生如何测定阴极射 线的电荷？
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。