高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：18.1《电子的发现》(PPT课件可以编辑)
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粒子带何种电荷？ （1）粒子带何种电荷？ 的方向？ （2）B的方向？ 粒子的荷质比？ （3）粒子的荷质比？
M O’ O N
习题2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，A 习题2 示波管中电子枪的原理图如图。管内为空， 为发射热电子的阴极， 为接在高电势点的加速阳极， 为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极， 间电压为U 电子离开阴极是速度可以忽略， A、K间电压为U。电子离开阴极是速度可以忽略，电 子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v 子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v，下面 说法正确的是： 说法正确的是：( ) A、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速 如果A 间距离减半，电压U 不变， 率变为2v 率变为2v 如果A 间距离减半，电压U 不变， B、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速 率变为v/2 率变为v/2 如果A 间距离不变，电压U减半， C、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率 变为2v 变为2v 如果A 间距离不变，电压U减半， D、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率 变为0.707v 变为0.707v K
q E = 2 m B r
1897年得到实验结果： 1897年得到实验结果： 年得到实验结果 荷质比约为质子的2000倍 荷质比约为质子的2000倍 2000
实验结果：荷质比约为质子的2000 2000倍 实验结果：荷质比约为质子的2000倍 进一步分析实验结果： 进一步分析实验结果：是电荷比 实验结果 质子大？还是质量比质子小？（测量） ？（测量 质子大？还是质量比质子小？（测量） 进一步拓展研究对象： 进一步拓展研究对象：用不同的材 料做阴极做实验，光电效应、 料做阴极做实验，光电效应、热离子发 射效应、射线（研究对象普遍化 普遍化）。 射效应、射线（研究对象普遍化）。 实验结论：电子是原子的组成部分， 实验结论：电子是原子的组成部分， 是比原子跟基本的物质单元。 是比原子跟基本的物质单元。
M N
气体放电管 经检验为负电荷 经检验为负电荷
+
进一步做实验： 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 一个质量为m,电量为e的带电粒子,以速度v垂直进 m,电量为 入磁场B 入磁场B中, m v = evB r
2
M N
在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向 在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向 MN间产生竖直向上的电场E, + 外的方向上加一磁场B, B,适当地调节电场和磁场的强 外的方向上加一磁场B,适当地调节电场和磁场的强 可以测出速度大小V= 度,可以测出速度大小V= E/B
思考与研讨
习题1 如图， 习题1：如图，在两平行板间有平行的均匀电 匀强磁场B MN是荧光屏 中心为O 是荧光屏， 场E，匀强磁场B。MN是荧光屏，中心为O， OO’=L 在荧光屏上建立一个坐标系，原点是O =L， OO =L，在荧光屏上建立一个坐标系，原点是O， 轴向上， 轴垂直纸面向外， y轴向上，x轴垂直纸面向外，一束速度、荷质 比相同的粒子沿OO 方向从O 射入 OO’方向从 射入， 比相同的粒子沿OO 方向从O’射入，打在
电子的发现具有伟大的意义， 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。 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 人们 开始研究原子的结构 . 他被科学界誉为“ 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” 粒子物理学大门的伟人”
阴极射线
对其本性的研究导致了英国学派的微粒说和德 对其本性的研究导致了英国学派的微粒说和德 英国学派的微粒说和 学派的以太。 国学派的以太。
实验
粒子和电磁波有什么区别？ 粒子和电磁波有什么区别？ 实验该怎么做？ 实验该怎么做？
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 汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。 汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究 极射线是带电的粒子。 年起开始研究。 极射线是带电的粒子。自1890年起开始研究。 年起开始研究
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19世纪是电磁学大发展的时期 到七、八 世纪是电磁学大发展的时期, 到七、 世纪是电磁学大发展的时期 十年代电气工业开始有了发展, 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， 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， 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。 发电现象有关的问题。
A U
J.J.汤姆生对电子的研究过程和方法 汤姆生对电子的研究过程和方法
⒈定性研究： 定性研究： J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转 汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转 实验，他进一步提高了真空度， 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， 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。 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。 计算出阴极射线的荷质比 。 ⒊普遍性证明
美国科学家密立根又精确地测定了电子的 美国科学家密立根又精确地测定了电子的 密立根 电量： 电量： e=1.6022× e=1.6022×10－19 C 根据荷质比， 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质 量为： 量为： m=9.1094× m=9.1094×10－31 kg
回顾： 回顾：
公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人 公元前 世纪，希腊哲学家德谟克利特等人 世纪 德谟克利特 万物是由大量的不可分割的微粒构成的， 认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的， 即原子。 即原子。 19世纪初 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原 世纪初， 子学说， 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 球体 物质由原子组成,原子不能被创造 也不能被 物质由原子组成 原子不能被创造 毁灭,在化学变化中原子不可分割,他们的性质在 在化学变化中原子不可分割 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。 化学反应中保持不变。
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 阴极射线是低压气体放电过程中出现的一种奇特现 德国物理学家J.普吕克尔在 普吕克尔在1858年利用低压气体放 象，德国物理学家 普吕克尔在 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 从低压气体放电管阴极发出 一种射线。 一种射线。 1876年，戈德 年 斯坦的研究。 斯坦的研究。 对其本性的 研究形成了英国 研究形成了英国 学派的微粒说和 德国学派的以太 德国学派的以太 说。
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3 选修3-5
18.1《电子的发现》
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 、过程与方法： 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 、情感、态度与价值观： 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： 教学重点：阴极射线的研究。 教学难点： 教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。 教学方法： 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。 教学用具：
粒子带何种电荷？ （1）粒子带何种电荷？ 的方向？ （2）B的方向？ 粒子的荷质比？ （3）粒子的荷质比？
M O’ O N
习题2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，A 习题2 示波管中电子枪的原理图如图。管内为空， 为发射热电子的阴极， 为接在高电势点的加速阳极， 为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极， 间电压为U 电子离开阴极是速度可以忽略， A、K间电压为U。电子离开阴极是速度可以忽略，电 子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v 子经加速后从K的小孔中射出时的速度大小为v，下面 说法正确的是： 说法正确的是：( ) A、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速 如果A 间距离减半，电压U 不变， 率变为2v 率变为2v 如果A 间距离减半，电压U 不变， B、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速 率变为v/2 率变为v/2 如果A 间距离不变，电压U减半， C、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率 变为2v 变为2v 如果A 间距离不变，电压U减半， D、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率 变为0.707v 变为0.707v K
q E = 2 m B r
1897年得到实验结果： 1897年得到实验结果： 年得到实验结果 荷质比约为质子的2000倍 荷质比约为质子的2000倍 2000
实验结果：荷质比约为质子的2000 2000倍 实验结果：荷质比约为质子的2000倍 进一步分析实验结果： 进一步分析实验结果：是电荷比 实验结果 质子大？还是质量比质子小？（测量） ？（测量 质子大？还是质量比质子小？（测量） 进一步拓展研究对象： 进一步拓展研究对象：用不同的材 料做阴极做实验，光电效应、 料做阴极做实验，光电效应、热离子发 射效应、射线（研究对象普遍化 普遍化）。 射效应、射线（研究对象普遍化）。 实验结论：电子是原子的组成部分， 实验结论：电子是原子的组成部分， 是比原子跟基本的物质单元。 是比原子跟基本的物质单元。
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气体放电管 经检验为负电荷 经检验为负电荷
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进一步做实验： 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 一个质量为m,电量为e的带电粒子,以速度v垂直进 m,电量为 入磁场B 入磁场B中, m v = evB r
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在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向 在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向 MN间产生竖直向上的电场E, + 外的方向上加一磁场B, B,适当地调节电场和磁场的强 外的方向上加一磁场B,适当地调节电场和磁场的强 可以测出速度大小V= 度,可以测出速度大小V= E/B
思考与研讨
习题1 如图， 习题1：如图，在两平行板间有平行的均匀电 匀强磁场B MN是荧光屏 中心为O 是荧光屏， 场E，匀强磁场B。MN是荧光屏，中心为O， OO’=L 在荧光屏上建立一个坐标系，原点是O =L， OO =L，在荧光屏上建立一个坐标系，原点是O， 轴向上， 轴垂直纸面向外， y轴向上，x轴垂直纸面向外，一束速度、荷质 比相同的粒子沿OO 方向从O 射入 OO’方向从 射入， 比相同的粒子沿OO 方向从O’射入，打在
电子的发现具有伟大的意义， 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。 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 人们 开始研究原子的结构 . 他被科学界誉为“ 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” 粒子物理学大门的伟人”
阴极射线
对其本性的研究导致了英国学派的微粒说和德 对其本性的研究导致了英国学派的微粒说和德 英国学派的微粒说和 学派的以太。 国学派的以太。
实验
粒子和电磁波有什么区别？ 粒子和电磁波有什么区别？ 实验该怎么做？ 实验该怎么做？
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 汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。 汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究 极射线是带电的粒子。 年起开始研究。 极射线是带电的粒子。自1890年起开始研究。 年起开始研究
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19世纪是电磁学大发展的时期 到七、八 世纪是电磁学大发展的时期, 到七、 世纪是电磁学大发展的时期 十年代电气工业开始有了发展, 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， 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， 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。 发电现象有关的问题。
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J.J.汤姆生对电子的研究过程和方法 汤姆生对电子的研究过程和方法
⒈定性研究： 定性研究： J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转 汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转 实验，他进一步提高了真空度， 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， 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。 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。 计算出阴极射线的荷质比 。 ⒊普遍性证明
美国科学家密立根又精确地测定了电子的 美国科学家密立根又精确地测定了电子的 密立根 电量： 电量： e=1.6022× e=1.6022×10－19 C 根据荷质比， 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质 量为： 量为： m=9.1094× m=9.1094×10－31 kg
回顾： 回顾：
公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人 公元前 世纪，希腊哲学家德谟克利特等人 世纪 德谟克利特 万物是由大量的不可分割的微粒构成的， 认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的， 即原子。 即原子。 19世纪初 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原 世纪初， 子学说， 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 球体 物质由原子组成,原子不能被创造 也不能被 物质由原子组成 原子不能被创造 毁灭,在化学变化中原子不可分割,他们的性质在 在化学变化中原子不可分割 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。 化学反应中保持不变。
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 阴极射线是低压气体放电过程中出现的一种奇特现 德国物理学家J.普吕克尔在 普吕克尔在1858年利用低压气体放 象，德国物理学家 普吕克尔在 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 从低压气体放电管阴极发出 一种射线。 一种射线。 1876年，戈德 年 斯坦的研究。 斯坦的研究。 对其本性的 研究形成了英国 研究形成了英国 学派的微粒说和 德国学派的以太 德国学派的以太 说。
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选修3 选修3-5
18.1《电子的发现》
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 、过程与方法： 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 、情感、态度与价值观： 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： 教学重点：阴极射线的研究。 教学难点： 教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。 教学方法： 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。 教学用具：