高中物理第十八章原子结构1电子的发现课件新人教版选修3_5

二、电子的发现 1.汤姆孙的探究方法及结论 汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转判定,它的本质是
带负电的粒子流,并求出了这种粒子的比荷。 汤姆孙用不同材料的阴极和不同的气体做实验,所得的比荷都
是相同的,是氢离子比荷的近千倍。 汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量,得到这种粒子的电
荷量大小与氢离子电荷基本相同。后来把组成阴极射线的粒子称为
3.阴极射线 (1)产生:在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极。当两极间 加一电压时,阴极便发出一射线,这种射线为阴极射线。 (2)特点:能使荧光物质发光。 4.对阴极射线的两种认识 对于阴极射线的本质,科学家做出大量的科学研究,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 辐射。 (2)粒子说:代表人物,汤姆孙。认为这种射线的本质是一种带电 微粒。
射线在磁场和电场中产生偏转,来确定射线微粒的带电性质。 3.阴极射线的特点 (1)在真空中沿直线传播;(2)碰到物体可使物体发出荧光。
预习交流 1 怎样用实验的方法判断阴极射线的电性? 答案:
为了研究阴极射线的带电性质,汤姆孙设计了如图所示的装置。 从阴极发出的阴极射线,经过与阳极相连的小孔,射到管壁上,产生荧 光斑点;用磁铁使射线偏转,进入集电圆筒;用静电计检测的结果表 明,收集到的是负电荷。
典题例解 【例 1】 关于阴极射线的本质,下列说法正确的是( ) A.阴极射线的本质是氢原子 B.阴极射线的本质是电磁波 C.阴极射线的本质是电子流 D.阴极射线的本质是 X 射线
解析:阴极射线是原子受激发放射出的电子流,关于阴极射线是 电磁波,还是 X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设,是错误 的。
子不带电(显中性),是较好的绝缘体。但在射线、受热及强电场作用
下,空气分子被电离,才具有导电性能,且空气密度较大时,电离的自
由电荷很容易与其他空气分子碰撞,正、负电荷重新复合,难以形成
稳定的放电电流,因而电离后的自由电荷在稀薄气体环境中导电性
能更好,B、Βιβλιοθήκη 正确。答案:BD二、 汤姆孙发现电子
知识精要 1.汤姆孙实验装置 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 C1C2 后沿直线打在荧光屏 A'上。
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电子的发现
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学习 目标
重点 难点
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。 3.能说出汤姆孙是如何测定电子比荷的,记住电子的电 荷量和质量。 4.明白电荷是量子化的,即任何电荷只能是元电荷 e 的 整数倍。
重点:阴极射线的实质。 难点:电子质量的测定方法。
一、 阴极射线
知识精要 1.气体的导电特点 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。平时我们在空气中看到的放电火花,就是气体电离导电的结果。 在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体。阴极射线管中气 体足够稀薄时,阴极发出的某种射线射在管壁上而发出荧光。 2.辉光放电现象 在置有板状电极的玻璃管内充入低压气体或蒸气,当两极间电 压较高(约 1 000 伏)时,稀薄气体中的残余正离子在电场中加速,有足 够的动能轰击阴极,产生二次电子,经簇射过程产生更多的带电粒子, 使气体导电。辉光放电的特征是电流较小(约几毫安),温度不高,故放 电管内有特殊的亮区和暗区,呈现瑰丽的发光现象。
电子质量 m=9.1×10-31 kg,质子的质量与电子的质量的比值 ������������pe=1 836。 预习交流 2
电子发现的意义是什么? 答案:(1)电子的发现,不仅是找到了一种比原子更小的微粒,更 重要的是说明了原子也是有结构的,是可以再分的,电子是原子的组 成部分。
(2)由于原子中含有带负电的电子,而由物质呈电中性,推想出原 子中还有带正电的部分,这就进一步地提出了探索原子结构和建立 原子模型的问题,由此揭开了原子物理研究的序幕,对 20 世纪原子物 理学科的建立和发展起到极为关键的作用。
2.实验原理 判断阴极射线电性的方法: ①粒子在电场中运动,如图甲所示。带电粒子在电场中运动,受 电场力作用运动方向会发生改变(粒子质量忽略不计)。带电粒子在 不受其他力作用时,若沿电场线方向偏转,则粒子带正电;若逆着电场 线方向偏转,则粒子带负电。
简答:电子是由英国科学家汤姆孙发现的,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,电子的发 现是 19 世纪末的三大著名发现之一。
预习导引
一、阴极射线 1.阴极射线 科学家用真空度很高的真空管做放电实验时,发现真空管阴极
发射出的一种射线,叫作阴极射线。 2.阴极射线的产生 阴极射线是一种带负电的粒子流。英国物理学家汤姆孙使阴极
激趣诱思
在彩色电视机的显像管中,从电子枪射出的电子在 2×104 V 的 高压下被加速,并且形成 1 mA 的平均电流,电子束的强弱受图像信 号控制,并按一定的规律在荧光屏上扫描,形成电视画面。电视机以 每秒显现 25 张画面的速度进行扫描,由于画面更换迅速和视觉暂留, 我们便看到了活动的景像,如图所示。电子是谁发现的?具有何意义?
电子。 2.汤姆孙的进一步研究 汤姆孙的新发现:不论是阴极射线、β 射线、光电效应中的光电
流还是热离子发射效应中的离子流,它们都包含电子。 结论:它是从原子中发射出来的,它的质量只比最轻原子的质量
的两千分之一稍多一点,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。
3.对电子的认识 电子电荷量 e=1.6×10-19 C,是由密立根通过著名的“油滴实验” 测出来的。密立根发现,电荷是量子化的,任何电荷只能是 e 的整数 倍。
答案:C
迁移应用
(多选)关于空气导电性能,下列说法正确的是
()
A.空气导电,因为空气分子中有的带正电,有的带负电,在强电场
作用下向相反方向运动的结果
B.空气能够导电,是因为空气分子在射线或强电场作用下电离
的结果
C.空气密度越大,导电性能越好
D.空气越稀薄,越容易发出辉光
解析:空气是由多种气体组成的混合气体,在正常情况下,气体分