高中物理粤教版选修3-5第三章原子结构之谜3.1敲开原子的大门

1、第一节第一节第三章第三章 原子结构之谜原子结构之谜 相当长的一段时间内，人们以为原子就是组成物质的最小微相当长的一段时间内，人们以为原子就是组成物质的最小微粒，原子是不可分割的。粒，原子是不可分割的。 公元前公元前5 5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为: : 万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。 1919世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体他认为原子是微小的不可分割的实心球体, ,物质由原子物质由原子组成组成, ,原子不能被

2、创造原子不能被创造, ,也不能被毁灭也不能被毁灭, ,在化学变化中原在化学变化中原子不可分割子不可分割, ,他们的性质在化学反应中保持不变。他们的性质在化学反应中保持不变。 18581858年德国物理学家年德国物理学家普吕克尔普吕克尔在一个被抽成真空的在一个被抽成真空的玻璃管两端加上高压电，这时玻璃管两端加上高压电，这时阴极就会发出一种射线阴极就会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色的荧光绿色的荧光。这是从阴极这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种发出的某种射线引起的。所以他把这种奇妙的奇妙的射线称之射线称之为为阴极射线阴极射线。 汤姆生汤姆生敲开了原子

3、世界的大门敲开了原子世界的大门 汤姆汤姆生生，英国物理学家，电子的发现者。，英国物理学家，电子的发现者。世界著名的卡文迪许第三任实验室主任。世界著名的卡文迪许第三任实验室主任。18561856年年1212月月1818日生于英国曼彻斯特，日生于英国曼彻斯特，自幼聪自幼聪明好学，明好学，1414岁便进入了曼彻斯特大学。岁便进入了曼彻斯特大学。 18761876年，即年，即2121时，他被保送进了剑桥时，他被保送进了剑桥大学深造，大学深造，18801880年他参加了剑桥大学的学位年他参加了剑桥大学的学位考试，以第二名的优异成绩取得学位，两年考试，以第二名的优异成绩取得学位，两年后又被任命为大学讲师后

4、又被任命为大学讲师。 18841884年，年，2828岁的汤姆岁的汤姆生生担任了卡文迪担任了卡文迪许实验室物理学教授。许实验室物理学教授。18971897年汤姆逊在研究年汤姆逊在研究稀薄气体放电的实验中，证明了电子的存在，稀薄气体放电的实验中，证明了电子的存在，测定了电子的荷质比，轰动了整个物理学界。测定了电子的荷质比，轰动了整个物理学界。 19051905年，他被任命为英国皇家学院的年，他被任命为英国皇家学院的教授；教授；19061906年荣获诺贝尔物理学奖；年荣获诺贝尔物理学奖；19161916年年任皇家学会主席任皇家学会主席;1919;1919年被选为科学院外籍年被选为科学院外籍委员会首

5、脑。汤姆逊在担任卡文迪许实验物委员会首脑。汤姆逊在担任卡文迪许实验物理教授及实验室主任的理教授及实验室主任的3434年，桃李满天下。年，桃李满天下。 19401940年年8 8月月3030日，汤姆逊逝世于剑桥。日，汤姆逊逝世于剑桥。终年终年8484岁。岁。汤姆生（汤姆生（18561940）实验结果：荷质比约为氢粒子的实验结果：荷质比约为氢粒子的20002000倍倍进一步分析试验结果两种可能进一步分析试验结果两种可能：（1 1）带电粒子的电荷很大带电粒子的电荷很大（2 2）带电粒子的质量很小）带电粒子的质量很小 后来，后来，汤姆生直接测量出粒子的电荷，发现该粒子汤姆生直接测量出粒子的电荷，发现该

6、粒子的电荷与的电荷与氢离子氢离子的电荷大小基本上相同。的电荷大小基本上相同。汤姆生对射线粒子的普遍性的研究汤姆生对射线粒子的普遍性的研究进一步拓展研究对象：进一步拓展研究对象：汤姆生发现，对于不同的汤姆生发现，对于不同的放电气体放电气体，或者用不同的，或者用不同的金属材料制作电极金属材料制作电极，都，都测得测得相同的荷质比相同的荷质比，随后又发现在气体电离和光，随后又发现在气体电离和光电效应等现象中，可从不同物体中击出这种带电电效应等现象中，可从不同物体中击出这种带电粒子，这表明粒子，这表明它是构成各种物体的共同成分。它是构成各种物体的共同成分。 汤姆生完全确认了汤姆生完全确认了电子电子的存在

7、的存在，电子是构成物质的电子是构成物质的基本粒子，是比原子更小的粒子，原子是可以再分的。基本粒子，是比原子更小的粒子，原子是可以再分的。得出的结论得出的结论 由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在19061906年获得年获得诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖。电子的发现打破了传统的电子的发现打破了传统的“原子不原子不可分可分”的观念，使人类对自然世界的认识又向前迈进的观念，使人类对自然世界的认识又向前迈进了一步。了一步。 19101910年美国科学家密立根又精确地测定了年美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量：电子的电量： e=1.6022e=1.602210101919 C C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：量为： m=9.1094m=9.109410103131 kg kg 由于其在测定电子电荷由于其在测定电子电荷等方面等方面的出色的出色工作被授予工作被授予19231923年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。1 1、关于阴极射线的本质，说法对的是（、关于阴极射线的本质，说法对的是（ ）A A、阴极射线的本质是氢原子、阴极射线的本质是氢原子B B、阴极射线的本质是电磁波、阴极射线的本质是电磁波C C、阴极射线的本质是电子、阴极射线的本质是电子D D、阴极射线的本质是、阴极射线的本质是X X射线射线