第一节电子的发现

第1节电子的发现阴极射线管（高速运动的电子）一、探索阴极射线德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用低压气体放电管研究气体放电现象1.玻璃壁上有淡淡的荧光2.管中物体在玻璃壁上有影实验现象：1876年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的。所以他把这种未知射线命名为阴极射线阴极射线是什么呢？阴极射线CathoderayJ.J汤姆孙J.JThomson1857～1940英国赫兹H.RudolfHertz1857～1894德国认为阴极射线是一种“电磁波”认为阴极射线是一种“高速粒子流”PK我看到的是：1、它在电场中不偏转，因此不带电2、它能穿透薄铝片粒子是做不到的但波可以!

让我们一起来好好想想……重走科学探索路……二、电子的发现1、认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况。汤姆孙的气体放电管的示意图实验装置（1）K、A部分产生阴极射线（2）A、B只让水平运动的阴极射线通过（3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和带电性质（4）荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转做定量的测定kABD2p1D1p2p3二、电子的发现

英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。实验装置如图所示，

金属板D1D2之间未加电场时射线不偏转，射在屏上的P1点，按图示方向加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上的P2点，由此推断阴极射线带有什么性质的电荷？P2KAByP1P3D1D2思考:+-带负电

问题1：我们判断阴极射线是哪种带电粒子流？2.思考与讨论问题2：如何求比荷？负电

为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域应采取什么措施？

P2KAByP1P3D1D2思考:

在平行板区域加一磁场且磁场方向必须垂直纸面向外，当满足条件时，则阴极射线不发生偏转，则：

法一、若撤去磁场,带电粒子由P1点偏离到P2，P2到P1竖直距离为y,屏幕到金属板D1、D2右端的距离为D，你能算出阴极射线的比荷吗？求比荷的两方法em萤幕LDv0yP2KAByP1P3D1D2emy1y2萤幕LDv0yθ又因为：

且

化简得：

法二：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？荧光屏LDv0θ荧光屏LDv0θθP2

阴极射线打在屏上的P2点，只要测出粒子打到屏上的速度方向（与水平方向的夹角θ）由图可知：1897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。

这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。实验结果：荷质比约为质子的2000倍

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、热离子发射效应、β射线（研究对象普遍化）。实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。

荷质比约为质子（氢离子）比荷的2000倍。是电荷比质子大？还是质量比质子小？

汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。

后来汤姆孙测得了这种粒子的电荷量与氢离子电荷量大致相同，说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，至此，汤姆孙完全确认了电子的存在。后来阴极射线的粒子被称为电子3、实验结论分析根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量质子质量与电子质量的比值mp/me=18361910年美国物理学家密立根利用油滴实验第一次较为精确测量出电子电荷量密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。三、密立根油滴实验

电子的电荷量是由谁测量出的？电子电量的发现说明了什么？阅读与思考:

第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。

密立根的实验表明，电荷具有量子化的特征。即任何带电体的电量只能是e的整数倍。电子的质量m＝9.1093897×10-31kg1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：（）

A．导线中的电流由A流向B。

B．导线中的电流由B流向A。

C．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现。

D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关。AB巩固练习:BC阴极射线CathoderayJ.J汤姆孙J.JThomson1857～1940英国赫兹H.RudolfHertz1857～1894德国认为阴极射线是一种“电磁波”认为阴极射线是一种“高速粒子流”我看到的是：它在电场中不偏转，因此不带电它能穿透薄铝片粒子是做不到的但波可以!我用实验证明了:带负电，且电荷量与质子相同速度远小于电磁波传播速度质量是最轻的原子1/2000左右WINJ.J汤姆孙(英国)1857～19401889年4月30