《电子的发现》ppt课件
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方向来实现 D. 电子束的径迹与 AB 中的电流方向无关
A
B
.
2. 有一电子(电荷量为 e )经电压为 U0 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。
(1) d 2 U 0 U
.
三、密立根油滴实验
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。
.
.
1. 阴极射线 2ห้องสมุดไป่ตู้ 电子的发现
比荷的两种求法 3. 密立根油滴实验
.
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 ( BC )
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
电子发现的本身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。通过演示实验和 历史资料介绍，使学生通过观察，阅读理解，达到教学目标。
.
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。
带 负 电
.
我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流， 那么，如何求阴极射线微粒的比荷？
.
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 qvB = qE 时，则阴极射线不发生偏转，即：v = E/B。
.
方法一：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？
U
(2)
e(U 0
) 2
A－ － － －B v0
U0 + + + +
.
演示实验
.
一、阴极射线
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。
.
那么，阴极射线的本质是什么？电子的发现经历了 怎样的曲折历程？
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。
.
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：
.
金属板 D1、D2 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？
第十八章：原子结构
第 1 节：电子的发现
.
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．知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是 e 的整数倍。 4．领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
.
本节由阴极射线和电子的发现两部分内容组成。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，然后指出科学家对阴极射线的认识，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 发现之一。
屏
L
D
幕
m q v0
P1
y
P2
.
L
m q v0 θ
D
屏
幕
R L
P1
cos
θ
y
R m v0 qB
R θ
v0
E B
P2
q E cos
m
B2L
O
只要测出粒子打到屏上的速度方向(与水平方向的夹角 θ )
.
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 E cos
m
B2L
.
电子的发现
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。
.
电子发现的历史影响
电子的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。
汤姆孙被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人”。
.
电子的电荷量是多少？由谁测量出的？电子电量 的发现说明了什么？
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： ta n
D
y
L
2
化简得： q Ey m (D 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？
A
B
.
2. 有一电子(电荷量为 e )经电压为 U0 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。
(1) d 2 U 0 U
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三、密立根油滴实验
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。
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1. 阴极射线 2ห้องสมุดไป่ตู้ 电子的发现
比荷的两种求法 3. 密立根油滴实验
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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 ( BC )
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
电子发现的本身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。通过演示实验和 历史资料介绍，使学生通过观察，阅读理解，达到教学目标。
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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。
带 负 电
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我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流， 那么，如何求阴极射线微粒的比荷？
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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 qvB = qE 时，则阴极射线不发生偏转，即：v = E/B。
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方法一：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？
U
(2)
e(U 0
) 2
A－ － － －B v0
U0 + + + +
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演示实验
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一、阴极射线
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。
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那么，阴极射线的本质是什么？电子的发现经历了 怎样的曲折历程？
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。
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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：
.
金属板 D1、D2 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？
第十八章：原子结构
第 1 节：电子的发现
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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．知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是 e 的整数倍。 4．领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。
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本节由阴极射线和电子的发现两部分内容组成。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，然后指出科学家对阴极射线的认识，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 发现之一。
屏
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只要测出粒子打到屏上的速度方向(与水平方向的夹角 θ )
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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 E cos
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电子的发现
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。
.
电子发现的历史影响
电子的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。
汤姆孙被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人”。
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电子的电荷量是多少？由谁测量出的？电子电量 的发现说明了什么？
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化简得： q Ey m (D 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？