電子的發(fā)現(xiàn)ppt課件

1、18.1 18.1 電子的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn)物理選修物理選修3-5 3-5 第十八章第十八章 原子的結(jié)構(gòu)原子的結(jié)構(gòu) 19 19世紀(jì)末，在對(duì)氣體放電現(xiàn)象的研究中，科學(xué)家世紀(jì)末，在對(duì)氣體放電現(xiàn)象的研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電子。發(fā)現(xiàn)了電子。8原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的。原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的。 早在早在18581858年，德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾利用低壓氣年，德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象。體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象。 1876 1876年德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦研究后命名為年德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦研究后命名為陰極陰極射線(xiàn)射線(xiàn)陰極射線(xiàn)陰

2、極射線(xiàn)8 早在早在18581858年，德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾利用低壓氣年，德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象。體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象。 1876 1876年德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦研究后命名為年德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦研究后命名為陰極陰極射線(xiàn)射線(xiàn)陰極射線(xiàn)陰極射線(xiàn)一種認(rèn)為陰極射線(xiàn)像一種認(rèn)為陰極射線(xiàn)像X射線(xiàn)一樣是電磁輻射射線(xiàn)一樣是電磁輻射一種認(rèn)為陰極射線(xiàn)一種認(rèn)為陰極射線(xiàn)是帶電微粒是帶電微粒對(duì)陰極射線(xiàn)本質(zhì)是什么？?jī)煞N觀(guān)點(diǎn)：對(duì)陰極射線(xiàn)本質(zhì)是什么？?jī)煞N觀(guān)點(diǎn)：思考思考1：電磁輻射和帶電微粒最大的區(qū)：電磁輻射和帶電微粒最大的區(qū)別是什么？別是什么？思考思考2：如果是

3、帶電微粒它帶正電還是如果是帶電微粒它帶正電還是負(fù)點(diǎn)？負(fù)點(diǎn)？根據(jù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)根據(jù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，規(guī)律，用什么用什么方法方法來(lái)來(lái)判斷帶電粒子所帶判斷帶電粒子所帶電荷？電荷？電磁波不帶電，且速度比帶電粒子大的多電磁波不帶電，且速度比帶電粒子大的多 英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家J.J.J.J.湯姆孫湯姆孫自自18901890年起開(kāi)始研究，年起開(kāi)始研究，對(duì)對(duì)陰極射線(xiàn)陰極射線(xiàn)進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究。進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究。認(rèn)為是帶電粒子流。認(rèn)為是帶電粒子流。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證湯姆孫的氣體放電管的示意圖湯姆孫的氣體放電管的示意圖 帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比比

4、荷比荷q/m，是一個(gè)重要的物理量。根據(jù)帶電粒子在，是一個(gè)重要的物理量。根據(jù)帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受力的情況，可以得出組成陰極中受力的情況，可以得出組成陰極射線(xiàn)的微粒的射線(xiàn)的微粒的比荷比荷。 1. 當(dāng)金屬板當(dāng)金屬板D1、D2之間未加電場(chǎng)時(shí)，射線(xiàn)不偏轉(zhuǎn)，之間未加電場(chǎng)時(shí)，射線(xiàn)不偏轉(zhuǎn)，射在屏上射在屏上P1點(diǎn)。施加電場(chǎng)點(diǎn)。施加電場(chǎng)E之后，射線(xiàn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)之后，射線(xiàn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)并射到屏上并射到屏上P2處。由此可以推斷陰極射線(xiàn)帶有處。由此可以推斷陰極射線(xiàn)帶有什什么性質(zhì)的電荷么性質(zhì)的電荷？2. 如果要抵消陰極射線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)，使它從如果要抵消陰極射線(xiàn)的偏轉(zhuǎn)，使它從P2點(diǎn)回到點(diǎn)回到 P1，需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域

5、再施加一個(gè)大需要在兩塊金屬板之間的區(qū)域再施加一個(gè)大 小、方小、方向合適的磁場(chǎng)。向合適的磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)的方向這個(gè)磁場(chǎng)的方向B是是垂直紙面向外還垂直紙面向外還是向內(nèi)是向內(nèi)？如果如果陰極射線(xiàn)微粒陰極射線(xiàn)微粒的質(zhì)量為的質(zhì)量為m速度速度為為v，那么，那么每個(gè)陰每個(gè)陰極射線(xiàn)微粒受到的洛侖茲力和電場(chǎng)力極射線(xiàn)微粒受到的洛侖茲力和電場(chǎng)力都為多少？?jī)啥紴槎嗌?？?jī)闪﹂g應(yīng)該有什么關(guān)系？力間應(yīng)該有什么關(guān)系？3. 如果去掉如果去掉D1、D2間的電場(chǎng)間的電場(chǎng)E，只保留磁場(chǎng)，只保留磁場(chǎng)B，磁場(chǎng)方向與射線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向垂直。陰極射線(xiàn)在有磁場(chǎng)方向與射線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向垂直。陰極射線(xiàn)在有磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)?huì)形成一個(gè)半徑為磁場(chǎng)的區(qū)域?qū)?huì)形成一個(gè)半徑為r

6、的圓弧的圓弧(r可以可以通過(guò)通過(guò)P3的位置算出的位置算出) 。此時(shí)，組成陰極射線(xiàn)的粒。此時(shí)，組成陰極射線(xiàn)的粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力就是子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力就是_力。力。實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析該陰極射線(xiàn)的該陰極射線(xiàn)的比比荷荷是氫離子閉合的將近兩千倍是氫離子閉合的將近兩千倍 湯姆孫猜測(cè)：電荷量的大小與一個(gè)氫離子一樣，湯姆孫猜測(cè)：電荷量的大小與一個(gè)氫離子一樣，而質(zhì)量比氫離子小得多。而質(zhì)量比氫離子小得多。湯姆孫湯姆孫測(cè)得陰極射線(xiàn)的粒子被稱(chēng)為測(cè)得陰極射線(xiàn)的粒子被稱(chēng)為電子電子 電子是原子的組成部分，是比原子更電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質(zhì)單元?；镜奈镔|(zhì)單元。 美國(guó)科學(xué)家美國(guó)科學(xué)家密立根密立根又精確地測(cè)定了電子的電量：又精確地測(cè)定了電子的電量： e=1.6022 e=1.602210101919 C C 根據(jù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中得到的實(shí)驗(yàn)中得到的荷質(zhì)比，可以精確地計(jì)算出電荷質(zhì)比，可以精確地計(jì)算出電子的質(zhì)量為：子的質(zhì)量為： m=9.1094 m=9.109410103131 kg kg 關(guān)于陰極射線(xiàn)的實(shí)質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是() A陰極射線(xiàn)實(shí)質(zhì)是氫原子 B陰極射線(xiàn)實(shí)質(zhì)是電磁波