十八章电子的发现

1、自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 1电子的发现电子的发现 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 1知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分 2了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学思想了解汤姆孙发现电子的研究方法及蕴含的科学思想 3领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义. 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 一、阴极射线一、阴极射线 气体导电特点气体导电特点 (1)通常状态下，气体是通常状态下，气体是 的

2、，在强电场条件下，气体能的，在强电场条件下，气体能 够被够被 而导电；而导电； (2)研究气体放电时一般都用研究气体放电时一般都用 ，导电时可以看到，导电时可以看到 放电现象；放电现象； (3)当气体压强很低时，从阳极射出的粒子打在玻璃上发出当气体压强很低时，从阳极射出的粒子打在玻璃上发出 的荧光，实际上是的荧光，实际上是 打在管壁上发光打在管壁上发光 不导电不导电 电离电离 稀薄气体稀薄气体 辉光辉光 电子电子 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 阴极射线的产生阴极射线的产生 在研究气体导电的玻璃管内有阴阳在研究气体导电的玻璃管内有阴阳 两极时，当两极间加一定

3、电压时，两极时，当两极间加一定电压时， 实验装置如图实验装置如图1811所示，阴极所示，阴极 便发出一种射线，叫便发出一种射线，叫 阴极射线的特点阴极射线的特点 (1)在真空中沿在真空中沿 传播传播 (2)碰到物体可使物体发出碰到物体可使物体发出 图图1811 阴极射线阴极射线 直线直线 荧光荧光 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 二、电子的发现二、电子的发现 汤姆孙的探究方法汤姆孙的探究方法 (1)让阴极射线分别通过电场或磁场，根据让阴极射线分别通过电场或磁场，根据 现象，证明它现象，证明它 是是 的粒子流并求出了其比荷的粒子流并求出了其比荷 . (2)换用

4、不同材料的阴极和不同的换用不同材料的阴极和不同的 ，所得粒子的，所得粒子的 相同相同 (3)粒子带负电荷，比荷是氢离子的近两千倍，说明阴极射粒子带负电荷，比荷是氢离子的近两千倍，说明阴极射 线粒子质量远小于氢离子质量线粒子质量远小于氢离子质量 (4)组成阴极射线的粒子称为组成阴极射线的粒子称为 偏转偏转 带电带电 场场比荷的数值比荷的数值 电子电子 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 汤姆孙的进一步研究汤姆孙的进一步研究 (1)汤姆孙研究的新现象：如汤姆孙研究的新现象：如 ，热离子发射效应和，热离子发射效应和 射线等发现，不论射线等发现，不论 ，射线，光电流还是

5、热离子流，射线，光电流还是热离子流， 它们都含有它们都含有 (2)结论：不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属结论：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 子子电子由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更电子由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更 的物质单元的物质单元 光电效应光电效应 阴极射线阴极射线 电子电子 基本基本 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 一、对阴极射线的理解一

6、、对阴极射线的理解 阴极射线实际上就是电子束阴极射线实际上就是电子束 辉光现象产生的条件是：辉光现象产生的条件是：气体稀薄气体稀薄 阴极射线的来源：阴极射线的来源：若真空度高，阴极射线的粒子主要来自阴若真空度高，阴极射线的粒子主要来自阴 极；若真空度不高，粒子可能来自管中气体极；若真空度不高，粒子可能来自管中气体 阴极射线不是阴极射线不是X射线射线 阴极射线带电性质的判断方法阴极射线带电性质的判断方法 (1)阴极射线的本质是电子，在电场阴极射线的本质是电子，在电场(或磁场或磁场)中所受电场力中所受电场力 (或洛伦兹力或洛伦兹力)远大于所受重力，故研究电磁力对电子运动的远大于所受重力，故研究电磁

7、力对电子运动的 影响时，一般不考虑重力的影响影响时，一般不考虑重力的影响 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 图图1812 (2)带电性质的判断方法带电性质的判断方法 粒子在电场中运动如图粒子在电场中运动如图181 2所示带电粒子在电场中运动，所示带电粒子在电场中运动， 受电场力作用运动方向发生改变受电场力作用运动方向发生改变 (粒子质量忽略不计粒子质量忽略不计)带电粒子在带电粒子在 不受其他力的作用时，若沿电场不受其他力的作用时，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 子带负电子带负电

8、 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 图图1813 粒子在磁场中运动，如图粒子在磁场中运动，如图18-1-3 所示粒子将受到洛伦兹力作用所示粒子将受到洛伦兹力作用 FqvB，洛伦兹力方向始终与速度，洛伦兹力方向始终与速度 方向垂直，利用左手定则即可判断方向垂直，利用左手定则即可判断 粒子的电性不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向粒子的电性不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向 进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做 逆时针的圆周运动，则粒子带负电逆时针的圆周运动，则粒子带负电 自自 主主 学学 习习

9、名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 图图1814 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 图图1815 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 教材资料分析教材资料分析 思考与讨论思考与讨论 1教材教材P47 根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断 运动的带电粒子所带电荷的正负号？运动的带电粒子所带电荷的正负号？ 点拨点拨判断粒子所带电荷的正负，可以让粒子以一定的初速判断粒子所带电荷的正负，可以让粒子以一定的初速 度垂直于电场线的方向进入一匀强电场，如果粒子沿着电

10、场度垂直于电场线的方向进入一匀强电场，如果粒子沿着电场 线的方向偏转，则粒子带正电也可以让粒子以一定的速度线的方向偏转，则粒子带正电也可以让粒子以一定的速度 垂直于磁感线的方向进入一匀强磁场，由左手定则也可以判垂直于磁感线的方向进入一匀强磁场，由左手定则也可以判 断粒子的电性断粒子的电性 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 点拨点拨(1)当课本图当课本图18.12中金属板中金属板D1、D2之间未加电场时，之间未加电场时， 射线不偏转，射在屏上射线不偏转，射在屏上P1点按图示方向施加电场点按图示方向施加电场E之后，之后， 射线发生偏转并射到屏上射线发生偏转并射到屏

11、上P2点由此推断，阴极射线带有点由此推断，阴极射线带有 什么性质的电荷？什么性质的电荷？ 根据射线偏转方向和根据射线偏转方向和D1、D2电性知阴极射线带负电电性知阴极射线带负电 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 (2)为了抵消阴极射线的偏转，使它从为了抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到点回到P1，需要在，需要在 两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于 纸面的磁场这个磁场纸面的磁场这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时应该向纸外还是向纸内？写出此时 每个阴极射线微粒每个阴极射线微粒(质量为质量为m

12、，速度为，速度为v)受到的洛伦兹力和受到的洛伦兹力和 库仑力两个力之间应该有什么关系？库仑力两个力之间应该有什么关系？ 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 3教材教材P50 原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的？ 点拨点拨原子中正负电荷的分布情况是由卢瑟福通过其做的原子中正负电荷的分布情况是由卢瑟福通过其做的 粒子散射实验确定下来的卢瑟福所建立的原子的核式结粒子散

13、射实验确定下来的卢瑟福所建立的原子的核式结 构认为：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子构认为：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子 的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负 电的电子在核外空间运动电的电子在核外空间运动 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 阴极射线的性质及特点阴极射线的性质及特点 图图1816 【典例【典例1】 如图如图1816所示，一玻璃管所示，一玻璃管 中有从左向右的阴极射线可能是电磁波中有从左向右的阴极射线可能是电磁波 或某种粒子流形成的射线，若在其下方或某种粒子流形

14、成的射线，若在其下方 放一通电直导线放一通电直导线AB，射线发生如图所，射线发生如图所 示的偏转，示的偏转，AB中的电流方向由中的电流方向由B到到A， 则该射线的本质为则该射线的本质为 () A电磁波电磁波 B带正电的高速粒子流带正电的高速粒子流 C带负电的高速粒子流带负电的高速粒子流 D不带电的高速中性粒子流不带电的高速中性粒子流 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 点拨点拨首先由首先由AB中的电流方向判断出射线所在处的磁场方向，中的电流方向判断出射线所在处的磁场方向， 再由粒子的偏转方向确定洛伦兹力的方向，最后由左手定则确再由粒子的偏转方向确定洛伦兹力的方向

15、，最后由左手定则确 定出粒子的性质定出粒子的性质 解析解析射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线是射线在电流形成的磁场中发生偏转，即可确定该射线是 由带电粒子构成的粒子流根据安培定则可知，由带电粒子构成的粒子流根据安培定则可知，AB上方的磁上方的磁 场是垂直纸面向里的粒子向下偏转，洛伦兹力方向向下，由场是垂直纸面向里的粒子向下偏转，洛伦兹力方向向下，由 左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的运动方向左手定则可知射线所形成的电流方向向左，与粒子的运动方向 相反，故粒子带负电相反，故粒子带负电 答案答案C 借题发挥借题发挥应用左手定则时，要注意负电荷运动的方向与它形应用左手定则时，

16、要注意负电荷运动的方向与它形 成的电流方向相反，即应用左手定则时负电荷运动的方向应与成的电流方向相反，即应用左手定则时负电荷运动的方向应与 四指所指的方向相反四指所指的方向相反 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 【变式【变式1】 关于阴极射线的本质，下列说法正确的是关于阴极射线的本质，下列说法正确的是 () A阴极射线本质是氢原子阴极射线本质是氢原子 B阴极射线本质是电磁波阴极射线本质是电磁波 C阴极射线本质是电子阴极射线本质是电子 D阴极射线本质是阴极射线本质是X射线射线 解析解析阴极射线是原子受激发射出的电子流，关于阴极射阴极射线是原子受激发射出的电子流，

17、关于阴极射 线是电磁波、线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设， 是错误的是错误的 答案答案C 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 测量带电粒子的比荷测量带电粒子的比荷 图图1817 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 (1)他们的主要实验步骤如下：他们的主要实验步骤如下： 首先在两极板首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射之间不加任何电场、磁场，开启阴极射 线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧屏的正中线管电源，发射的电子束从两极板中央通过，在荧屏的正中

18、 心处观察到一个亮点；心处观察到一个亮点； 在在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图两极板间加合适的电场：加极性如图1817所示所示 的电压，并逐步调节增大，使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方的电压，并逐步调节增大，使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方 偏移，直到荧屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压偏移，直到荧屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压 为为U，请问本步骤的目的是什么？，请问本步骤的目的是什么？ 保持步骤保持步骤中的电压中的电压U不变，对不变，对M1M2区域加一个大小、方区域加一个大小、方 向合适的磁场向合适的磁场B，使荧屏正中心处重现亮点，试问外加磁场的，使荧屏正中心处重现亮点，试问外加磁场的 方向如何？方向如何？ 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 答案答案见解析见解析 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析 自自 主主 学学 习习名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析