高中物理第十八章1电子的发现教案新
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。
[学案]人教版选修35第十八章第一节电子发现学案全面版
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第十八章原子结构1 电子的发现·教学设计·【学习目标】1．知道阴极射线的组成，电子是原子的组成局部。
2．领悟电子发现过程中所包括的科学方法。
3．知道电荷是量子化的，意会电子的发现对揭穿原子结构的意义。
【重点难点】1．领悟电子发现过程中包括的科学方法。
2．电子电荷量确实定以及比荷确实定。
【课前预习】1．阴极射线〔 1〕在 ___________条件下，把气体分子中原来结合在一起的________电荷分开的过程叫气体的电离；（2〕阴极射线是x射线还是带电粒子流呢？假设是带电粒子流，显然可以由在电场或磁场中的 ______来确定。
2．电子的发现（1〕物理学家 __________在对阴极射线的研究中断定，阴极射线是带_______电的粒子流，并求出了它的比荷，确定了组成阴极射线的粒子是________，它是原子的组成局部；（2〕电子的电荷量是经过 ___________ 实验测定的，数值为e=______________，一个电子所带电荷量的数值也叫根本电荷，其他带电体的带电量是根本电荷的_________倍。
【预习检测】1．以以下图，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，假设在管的正下方放一通电直导线AB 时，发现射线径迹下偏，那么〔〕A．导线中的电流由A流向 BB．导线中的电流由B流向 AC．假设要使电子束的径迹往上偏，可以经过改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB中的电流方向没关××××××××2．以以下图，让一束均匀的阴极射线垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感觉强度 B 和电场强度E，带电粒子将不发生偏转，尔后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，其半径为R，求阴极射线中带电粒子的比荷。
3．密立根油滴实验第一测出了元电荷的数值，其实验装置以以下图，油滴从喷雾器喷出，以某一速度进入水平旋转的平板之间。
高中物理第十八章1电子的发觉教案新人教版选修35
电子的发觉★新课标要求（一）知识与技术1．了解阴极射线及电子发觉的进程2．明白汤姆孙研究阴极射线发觉电子的实验及理论推导（二）进程与方式培育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。
（三）情感、态度与价值观理解人类对原子的熟悉和研究经历了一个十分漫长的进程，这一进程也是辩证进展的进程．按照事实成立学说，进展学说，或是决定学说的取舍，发觉新的事实，再成立新的学说．人类就是如此通过光的行为，通过度析和研究，逐渐熟悉原子的。
★教学重点阴极射线的研究★教学难点汤姆孙发觉电子的理论推导★教学方式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★教学进程（一）引入新课教师：很早以来，人们一直以为组成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。
这种熟悉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切研究时，发觉了电子，令人类对微观世界有了新的熟悉。
电子的发觉是19世纪末、20世纪初物理学三大发觉之一。
（二）进行新课1．阴极射线讲述：气体分子在高压电场下能够发生电离，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觉了辉光放电现象。
史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发觉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以为这是从阴极发出的某种射线引发的。
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。
以为这种射线的本质是一种电磁波的传播进程。
（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。
以为这种射线的本质是一种高速粒子流。
试探：你可否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来讲明这种射线是一种电磁波仍是一种高速粒子流。
高中物理 第十八章 原子结构 第1节 电子的发现学案 新
1 电子的发现1．知道阴极射线的产生及本质。
2．了解汤姆孙发现电子的研究方法及发现电子的意义。
现代人已能“看到”原子的模样，而在没有任何实验设施的过去，人们是怎样感知物质的结构的呢？汤姆孙又是怎样发现电子的呢？提示：人们靠思辨推测物质的构成，汤姆孙是在研究气体放电产生阴极射线的实验中发现电子的。
一、阴极射线1．通常情况下，气体是不导电的，但在强电场条件下，气体能够______而导电。
2．研究气体放电时，一般都用稀薄气体，导电时可以看到______放电现象。
3．在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极，当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，它碰到荧光物质使其能发光，这种射线为______射线。
二、电子的发现思考：阴极射线的发现说明了什么？答案：一、1.电离 2．辉光 3．阴极二、电场 比荷 负电 1.6× 10－19 C 氢离子 9.1×10－31kg 组成部分 基本 思考提示：说明原子是可以再分的。
1．阴极射线的产生将金属加热，让其温度变得很高，电子热运动加剧，电子热运动能量足够大时同样可以在金属表面逸出，这时我们再以这块金属作为阴极(负极)，在相距一定距离的地方设一个正极，逸出金属表面的电子可以在电场力作用下向阳极运动，形成电子束，形成的电子束即阴极射线。
2．用电场、磁场研究“阴极射线”的性质 (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：①让粒子通过正交的电磁场，如图所示，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。
②在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图所示)，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 。
高中物理第十八章原子结构电子的发现课堂互动学案新人教选修
1 电子的发现课堂互动三点剖析一、关于阴极射线的讨论对阴极射线的看法，历史上科学家形成了两种观点：一种观点认为阴极射线是带电的粒子流；另一种观点认为阴极射线是类似紫外辐射的波长很短的电磁波.对阴极射线的研究，引发了19世纪的物理学的三大发现：1895年伦琴发现了X 射线；1896年克勒尔发现了放射性；1897年汤姆孙发现了电子.二、汤姆孙发现电子1.电子的发现过程：(1)从阴极发射出的射线通过一对平行金属板D 1、D 2，未加电场时，射线不偏转.当施加电场时，射线向正极板一侧偏转，说明射线带负电.(2)再加一个与电场垂直的磁场，使带电粒子所受到的电场力和洛伦兹力平衡，不发生偏转，则有qE=qvB ，所以v=B E . (3)去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线方向垂直，带电粒子在磁场中做半径为r 的圆周运动，则有r=qBmv ，两式联立可得E rB m q 2 . 汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转断定，阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷.后来，组成阴极射线的粒子被称为电子.2.电子发现的物理意义：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，原子物理学迅速发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代.各个击破【例1】 对阴极射线说法正确的是( )A.是由很小的不带电的粒子构成的B.是由原子构成的C.是由电子构成的D.以上说法都不对解析：对阴极射线的研究结果显示，阴极射线是由电子构成的.这是英国物理学家汤姆孙在1897年得出的结论.答案：C温馨提示：正确了解物理学的发展史，了解科学家探索物理规律的过程是解题的关键.【例2】 图18-1-1所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置.当极板P 和P′间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O′点，O′到O 点的竖直距离为d ，水平距离可忽略不计；此时在P 与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B 时，亮点重新回到O 点.已知极板水平方向长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2.图18-1-1(1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式.解析：(1)设电子的速度为v ，则有evB=eE所以v=Bb UB E=.(2)当极板间仅有偏转电场时，电子在竖直方向做匀加速运动，加速度为a=mb eU电子水平方向做匀速直线运动，运动时间为t 1=v L 1这样电子在电场中竖直方向上的偏转距离为y 1=b mv U eL 2212电子离开电场时竖直方向上的分速度为v 1=at 1=v Lmb eU 1•电子离开电场后做匀速直线运动，到荧光屏的时间为t 2=v L2t 2时间内竖直方向上运动的距离为y 2=v 1t 2=b mv L eUL 221这样，电子在竖直方向上偏转的总距离为y=y 1+y 2=)2(1212LL L b mv eU + 可解得，)2(1212L L bL B Udm e +=答案：(1)v=Bb U (2))2(1212LL bL B Udm e +=高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
人教版高中物理--《电子的发现》教案、教学设计
《电子的发现》教案、教学设计人教版高中物理选修3一、教学目标【知识与技能】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. 知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。
【过程与方法】经历探究阴极射线本质的过程，学习科学探究的方法，尝试运用物理原理和研究方法解决实际问题。
【情感态度与价值观】培养学生客观的思维品质，树立把物理事实作为证据的观念，会依照物理事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系。
二、教学重难点【重点】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。
【难点】设计问题梯度，引导学生探究，运用带电粒子在电场和磁场运动相关方法，求比荷。
三、教学方法讲授法、探究法、讨论法四、教学过程环节一：导入新课学生活动引入。
三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的研究。
教师：三位科学家的研究过程都经历了哪些环节？汤姆孙对实验条件做了怎样的思考和调整？引入新课。
环节二：新课讲授教师引导学生复习阴极射线的内容。
教师ppt展示汤姆孙实验装置图。
教师引导学生认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况，判定阴极射线带有负电荷。
教师引导学生思考：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？教师提示：撤去金属板的电场，只保留磁场，利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，并引导学生回答课本“思考与回答”中的问题。
学生在教师引导下，推导求出阴极射线的比荷。
教师说明：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，汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
环节三：巩固小结教师引导学生回顾本节课主要内容并归纳总结。
环节四：作业设计课后小论文：在下列课题中任选一题，下周交流1、阴极射线产生的原因及方式2、观测阴极射线管的结构，论证应加多大的偏转电压，可产生约300左右的偏转。
2024-2025学年高中物理第18章原子结构1电子的发现教案新人教版选修3-5
5.创新精神与实践能力：学生通过学习电子的发现过程，培养了创新精神与实践能力。他们能够理解科学家是如何通过实验观察推测出理论模型的，并能够运用所学知识解决实际问题。
核心素养目标
本节课的核心素养目标旨在深化学生对物理学科本质的理解，培养其科学思维与科学探究能力。通过学习电子的发现及相关原子结构理论，学生将达成以下目标：1.掌握科学探究方法，如观察、实验、推理等，培养实证意识与创新精神；2.提高运用物理知识解释自然现象的能力，特别是在微观领域的应用；3.增强模型建构与模型分析的能力，理解卢瑟福原子模型的科学意义；4.培养跨学科整合思维，将物理知识与化学、生物学等相关领域知识相结合，形成对物质世界全面而深入的认识。这些素养目标与新教材的要求紧密相连，强调知识与实践、思考与创新的有机结合。
监控预习进度：通过在线平台跟踪学生的预习情况，确保每位学生都能对即将学习的内容有初步了解。
-学生活动：
自主阅读预习资料：学生按照要求阅读预习资料，理解电子的发现和原子结构的基础知识。
思考预习问题：学生针对预习问题进行独立思考，记录自己的理解和新产生的疑问。
提交预习成果：学生将预习笔记、思维导图或疑问通过平台提交，以便老师了解预习效果。
其次，我还注意到在课堂讨论环节，有些学生不太积极参与。他们可能感到害羞或者不确定自己的观点是否正确。为了解决这个问题，我计划在未来的教学中采取一些措施，如鼓励学生分享自己的观点，提供更多的反馈和支持，以及创造一个更加开放和包容的讨论环境。
此外，我还发现一些学生在完成课后作业时存在困难。他们可能没有完全掌握课堂上的知识点或者缺乏练习。为了帮助学生巩固学习，我计划在未来的教学中增加一些练习和复习的机会，提供更多的指导和支持，以及鼓励学生之间的合作和互助。
高中物理人教版选修3-5 18.1《电子的发现》教案设计
电子的发现新课标要求（一）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（二）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。
（三）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）引入新课教师口述：原子的英文单词Atom，本意为小得不可再分割的微粒。
很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分割的。
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．阴极射线教师讲述：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。
设问：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，有大量的科学家做了大量的科学研究，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。
设问：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。
卓越课堂：18.1电子的发现教案
这种阴极射线到底是什么？
当时学术界对阴极射线的本质主要有两种观点：一种观点认为这种射线的本质是一种电磁辐射；代表人物，赫兹。另一种观点则认为这种射线的本质是一种高速运动的带电微粒；代表人物，汤姆生。
对现象的观察与分析：阴极射线的本质是什么？
提出假设：电磁辐射？带电微粒？
实验验证：带负电的粒子流，并求出其比荷
对实验结果进行推广与检验：研究不同材料的阴极
研究光电效应等新现象
最后得出电子是所有原子的组成部分。
问题2：你知道电子是怎样发现的吗？
过渡：看来同学们对原子的结构已经原子结构有了一定的了解，我记得你们在初中的物理和化学课中都曾经学习过原子的结构，对吧！但你们绝大部分同学并不了解这些知识是怎样获得的。这节课，我们就一起追寻科学家们的足迹，去了解人类是怎样发现电子，认识原子结构的。
板书：§18.1电子的发现
做一做：若去掉电场，只保留磁场，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？
由此可知，只要测出E、B、L以及粒子打到屏上的速度方向与水平方向的夹角θ，便可求出这种带电粒子的比荷。
汤姆孙就是通过这种方式测出了阴极射线粒子的比荷，其比荷约为氢离子比荷的2000倍。
接下来，汤姆孙又进一步拓展了研究对象，他用不同材料的阴极做实验，还研究了光电效应、热粒子发射效应和β射线等许多新现象，都得到了相同的结果。
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。后来，人们把这种粒子称为电子。
阅读与思考：1、为什么说电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元？
高中物理 第十八章 原子结构 第1节 电子的发现教学案 新人教版选修35
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1811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18112．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。
人教版高中物理选修3-5第18章第1节电子的发现公开课教学共27张ppt课件
vx v0ຫໍສະໝຸດ L v0tv0E B
P2
根据几何关系：tan
D
y
L
2
化简得： q m
(D
Ey L)B2L
2
比荷求法
1. 用“电偏转〞测定阴极射线比荷的表达式
q Ey m (D l )B2L
2
2. 用“磁偏转〞测定阴极射线比荷的表达式
q m
Esin
B2L
电子的发现
汤姆孙发现，用不同资料的阴极和不同的方法做 实验，所得比荷的数值是相等的。这阐明，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2000倍。假设这种粒子 的电荷量与氢离子的电荷量一样，那么其质量约为氢 离子质量的近1/2000。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。
1.经过演示实验，培育学生察看实验景象的才干。 2.领会科学家研讨对原子的认识阅历了非常漫长的过程，培育学生辩证 科学现实的才干。
二、教学重点 、难点 1.认识电子发现的艰苦意义，领会电子发现过程中的科学方法。 2.电子比荷的实际推导。
很早以来，人们不断以为原子是构成物质的最小微粒，是不 可再分的。这种认识不断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进展深化研讨时，才发现 原来原子也是有内部构造的.
根据粒子在电场中受力判别
二 电子的发现 汤姆孙实验：
汤姆孙实验安装表示图
〔 1〕K、A部分产生阴极射线 〔2〕A、B只让程度运动的阴极射线经过 〔3〕D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线能否带电和带 电性质 〔4〕荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转 做定量的测定
人教版《物理》选修35 第十八章 第一节电子的发现
课题电子的发现【课型】情景教学实验探究【课标要求】了解人类探究原子结构的历史以及有关经典实验【教材分析】将本节作为原子结构的第一个内容，是因为电子的发现拉开了人类认识原子内部结构的序幕，人们对微观世界的探索获得了第一个突破性进展。
在此后的三、四十年的时间内，人们对微观世界的探索捷报频传，迅速发现了微观世界的运动规律，谱写了物理科学的崭新篇章。
把“电子的发现”单列一节来处理，目的不仅是为教材后续关于原子结构的内容做准备和铺垫，还在于电子的发现本身在科学史以及科学方法论中的重要性。
本节知识内容主要分为阴极射线和电子的发现两个部分，而将重点放在情感目标的渗透上——电子发现过程蕴含的科学方法，以及科学家热爱科学、勇于创新的科学精神。
【学情分析】学生在初中阶段就已了解原子的基本结构，知道核外电子带负电，高中阶段在电磁场部分也经常接触电子模型，因此对于电子学生在知识上并不陌生，但对电子的发现过程，特别是电子发现过程中体现的研究方法以及对微观科学发展的意义了解较少，因此本课的重点不在知识和技能上，而是通过回顾电子发展的历史，以物理学史及物理研究方法为线索展开。
学生在学习磁场时已接触过阴极射线，但对其产生原理不太清楚，因此在本节内容的学习展开过程中有必要对阴极射线做更为详细的探究。
【教学目标】1、知识与技能知道阴极射线的产生原理，回顾带电粒子在电场、磁场中运动的相关知识2、过程与方法通过回顾电子发现的过程，了解微观粒子的研究方法，体会物理学从提出问题到实验论证的研究方法3、情感、态度、价值观认识电子的发现对物理学发展及社会发展的意义，了解科学家在面对已有经验和现实困扰的情况下，排除各种干扰因素，以敏锐的洞察力和思维创造性地展开科学探索的科学精神，从而产生对前人的崇敬之情，激发献身科学的探索激情。
【重、难点分析】重点：体会物理学的研究过程，体验勇于创新的科学精神，了解微观粒子的研究方法。
难点：从相关史实中提炼科学研究的各种要素【教学用具】带偏转电极的阴极射线管一只马蹄形磁铁一块高压电源两台学生低压电源一个激光源一个导线若干PPT课件一套【教学设计】为达成以上教学教育目标，作如下课堂设计1.课堂剧的设计——关于阴极射线是什么的争论为使学生充分了解电子的发现过程，设计了一个由关于阴极射线是什么的两个流派的争论的课堂剧，三组学生分别扮演赫兹、克鲁克斯、汤姆孙，以第一人称陈述他们各自对阴极射线的研究。
高中物理电子的发现教案
高中物理电子的发现教案
教学目标：
1. 了解电子的发现过程和重要性；
2. 掌握电子的基本性质和特点；
3. 能够运用电子的相关知识解决问题。
教学重点：
1. 电子的发现历史；
2. 电子的基本性质。
教学难点：
1. 理解电子的质量和电荷性质；
2. 掌握电子的运动规律。
教学准备：
1. 课件PPT；
2. 实验器材：电子示波器、电子束管等。
教学过程：
一、导入（5分钟）
通过引导学生思考“电子是什么？”“电子的发现史”等问题，激发学生对电子的兴趣和好奇心。
二、电子的发现（15分钟）
1. 介绍电子的发现历史：汤姆逊的实验、米尔里坎普的实验等；
2. 分析电子的基本性质：质量小、带负电荷等。
三、电子的性质及运动规律（20分钟）
1. 掌握电子的质量、电荷、静止电场中的受力等基本性质；
2. 讨论电子在电场和磁场中的运动规律，引导学生理解电子的轨迹和受力情况。
四、实验演示（15分钟）
利用电子束管等实验器材，进行电子的演示实验，让学生观察和感受电子在电场或磁场中的运动轨迹，加深对电子性质和运动规律的理解。
五、小结与讨论（10分钟）
总结本节课所学内容，回答学生提出的问题，解决学生的疑惑。
六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固学生对电子的理解和应用。
教学反思：
本节课通过介绍电子的发现史、分析电子性质和运动规律、进行实验演示等方式，引导学生深入了解和掌握电子的相关知识，激发了学生对物理学科的兴趣和好奇心。
在今后的教学中，需要结合更多实例和实验，深化学生对电子的理解和运用。
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电子的发现
★新课标要求
（一）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
（二）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。
（三）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。
2．汤姆孙的研究
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，
从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C 1C 2后沿直线打在荧光屏A ＇上。
（1）当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。
当满足条件 qE B qv =0 时，则阴极射线不发生偏转。
则：B
E v =
0 （3）根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为： 2
tan mv qEL
=
θ 又因为：)
2
(tan L D y +=
θ
且B
E v =0 则：
L
B L D Ey
m
q 2
)2
(+=
根据已知量，可求出阴极射线的比荷。
思考：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
x
L
萤幕 D
S S O 电场E
A y e m
y 1 y 2
v 0
v
C
C 1
C 2
Y A
S
磁场
的运动规律来计算阴极射线的比荷？
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。
并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机同，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，证明了汤姆孙的猜测是正确的。
汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
电子的电荷量 e ＝1.60217733×10
－19
C
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的。
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。
电子的质量 m ＝9.1093897×10－31
kg
阅读书本材料：P55科学足迹 【课堂例题】
例题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：（ ）
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
例题2、有一电子（电荷量为e ）经电压为U 0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
（三）课堂小结
科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一。
在物理学的发展中具有比较重要的作用。
了解科学家是如何发现电子的，应用了哪些研究方法，对我们学好物理有重要的帮助作用。
（四）作业：完成问题与练习。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养
A B
U 0
v 0 +
+ + +
－ －
－ －
学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。