高二物理竞赛电子的发现课件

第一章原子的基本状况1.1电子的发现1.2原子的质量和大小1.3原子的核式结构—alpha粒子散射实验1.1电子的发现1.电子的发现1811年阿伏伽德罗假说一血。1任何原子的数目都为*1833年Faraday电解定律—血。1任何原子的单价离子永远带有相同的电量-法拉第常数F电荷存在最小单位(1874Stony)“电子"(1881Stony)电子的发现者——J.J.Thomson1897年J・J.Thomson证实阴极射线由负电微粒组成，通过在电磁场中的偏转测定e/me1899年Thomson分别测定e和％1910年Millikan油滴实验精确测定e

—油滴实验2.电子的电量和质量（1）再加磁场：P2-〉P1(2)k去电场：射线成一圆汤姆孙在1897年使用的放电管可求电子的荷质比e/meme（3）形轨迹1897年汤姆逊从如右图放电管中的阴极射线发现了带负电的电子，并测得了四比。evB

=eE—=1.7588x1011C/Kg加电场：偏转P1-〉P2阴极射线带负电meV

=evBre=1.602X10-19(C)me=9・109X10-31kg=1836.15me质子质量：mp

=1.6726x10-27Kg3.电子的大小固从电子的静电固有能估计电子的经典半径：e2

15re

=-----------2.8x105

m=

2.8fm4吳mec2认识到他在这方面的理论和实验研究的巨大优点J.J.Thomson(1856-1940)原子的质量原子质量单位和原子量各种原子的质量各不相同，常用它们的相对值——原子量。原子质量单位：u=1个'C的质里怎)二丄(g)=1.66054X10-27(kg)12Na原子量瓦单个原子包含原子质量单位(m)的个数，艮卩，1mo1原子以克为单位的质量数。H：1.0079C：12.011O：15.999Cu：63.54

原子质量绝对值元素X的一个原子的质量绝对值:M

=A堕=A(u)1mol1H的质量为lg，每个1H原子的质量为1/NA(g)=1(u)1mo啲12C质量为12g,每个12C原子的质量为12/NA(g)=12(u)阿佛加德罗常数NA1mol原子或分子的数目，NA=6.022X1023/molM是联系微观物理量与宏观物理量的纽带例：①NAk=R普适气体常数R,玻尔兹曼常数k②Nae=F

法拉第常数F=96486.7C/mol.原子的大小量级(2)根据气体分子运动论估算原子的大小气体分子的平均自由程兀=—-4j2Nnr2N是单位体积内的分子数，，是分子半径。由实验测得2和N,就可算出分子半径儿对单原子分子'即是原子的半径。原子的大小量级(3)根据范德瓦尔斯方程估算原子的大小_a1mo1气体对应的范德瓦尔斯方程(p+—

b)

=RTV范氏方程是对理想气体状态方程的一种改进，特点在于将被理想气体模型所忽略的气体分子自身大小和分子间的相互作用力考虑进来，以便更好地描述气体的宏观物理性质。B约等于Imol气体分子本身所占总体积的四倍。由实验测得sb，就可算出分子半径,，和原子半径具有相同数量级不同原子的半径元素原子量质量密度单位：g

/cm3原子半径单位：nmLi70.70.16Cu638.90.14Al272.70.16S322.070.18Pb20711.340.19原子的半径都约为10-1。m即A的量宛

原子电中性=正电+负电（电子）正负电荷如何分布？原子内部结构是什么样的?•1911年，卢瑟福(E.Rutherford)提出了“核式结构模型”像•1909年，卢瑟福助手盖革(H.Geiger)和学生马斯顿(E.Marsden)的alpha粒子散射实验否定了Thomson模型•1903年，P.Lenard在研究阴极射线散射实验时，发现“原子十分空虚”，高速电子很容易穿透原子，后者不像是一个真有10-10

m那样半径的实体球。二、a粒子的散射实验（盖革一马斯顿实验）Alpha粒子：氦原子核，放射性元素发射出的高速带电粒子