【物理】2023-2024学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 电子的发现与汤姆孙原子模型 课件

第1节电子的发现与汤姆孙原子模型[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分。2．领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。3．了解汤姆孙的原子模型。科学思维：体会发现电子的研究方法及蕴含的科学思想。必备知识自主学习关键能力合作探究课时作业巩固演练课堂检测素养达标一、物质结构的早期探究1．古人对物质的认识(1)我国古代的“五行说”认为，万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的。(2)古希腊的亚里士多德认为，万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。(3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的________，认为宇宙间存在着一种或多种微小的实体，即“原子”。原子论

2．大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构。(1)1661年，_______以化学实验为基础建立了科学的元素论。(2)19世纪初，________提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。(3)1811年，意大利化学家____________提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。玻意耳

道尔顿

阿伏伽德罗

二、电子的发现1．阴极射线：科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极会发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为__________。阴极射线

静电力

洛伦兹力

负

电子

三、汤姆孙原子模型汤姆孙认为，原子带______的部分应充斥整个原子，很小很轻的______镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的“葡萄干面包”模型。正电

电子

自主评价———————————————————1．判断下列说法的正误。(1)玻璃壁上出现的影是玻璃受到阴极射线的撞击而产生的。(

)(2)阴极射线在真空中沿直线传播。(

)(3)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。(

)(4)组成阴极射线的粒子是电子。(

)(5)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值。(

)×

√

×

√

×

2．汤姆孙怎样通过实验确定阴极射线是带负电的粒子？答案：他根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况判断其是带负电的电子流。要点1对阴极射线的认识[探究导入]

(1)在如图所示的演示实验中，K是金属板制成的阴极，A是金属环制成的阳极。K和A之间加上近万伏的高电压后，管端玻璃壁上能观察到什么现象？该现象说明了什么问题？(2)如何判断阴极射线的带电性质？提示：(1)能看到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影，这说明阴极能够发出某种射线，并且撞击玻璃引起荧光。(2)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定带电的性质。方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和磁场方向利用左手定则确定带电的性质。1．对阴极射线本质的认识——两种观点(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射。(2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流。2．阴极射线带电性质的判断方法(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定带电的性质。(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质。3.实验结果根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电。[典例1]

关于阴极射线，下列说法正确的是(

)A．阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B．阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C．阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D．阴极射线就是X射线[解析]

阴极射线是在真空中由负极发出的电子流，不是气体导电发光的辉光放电现象，故A、B错误；阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的，故C正确；阴极射线本质是电子流，故D错误。[答案]

C[规律总结]对阴极射线的理解(1)阴极射线实际上就是电子流。(2)阴极射线的来源：若真空度高，阴极射线的粒子主要来自阴极；若真空度不高，粒子还可能来自管中气体。(3)阴极射线不是X射线。1．(多选)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，发现射线径迹下偏，如图所示。则(

)A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．若要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流的方向来实现D．电子的径迹与AB中电流的方向无关解析：在阴极射线管中射出的阴极射线是带负电的电子流，在导线AB形成的磁场中向下偏转，由左手定则可知磁场是垂直纸面向里的，根据安培定则可知导线AB中的电流是由B流向A的，A错，B对；通过改变AB中的电流方向可以改变磁场方向从而使阴极射线的受力方向向上，使电子束的径迹向上偏，C对；由此可知电子束的径迹与AB中的电流方向即通电直导线AB形成的磁场方向有关，D错。答案：BC要点2带电粒子比荷的测定及电子的发现[探究导入]

(1)如何测定射线粒子的比荷？阅读课本，请提出一种可行的方案。(2)电子电荷的精确测定是密立根通过“油滴实验”测定的，密立根实验的重要意义是什么？1．电子发现的意义(1)电子发现以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒。(2)现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子是原子的组成部分。(3)电子带负电，而原子是电中性的，说明原子是可再分的。(2)密立根实验的原理①如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中。[典例2]如图所示，初速度可忽略不计的电子经加速电场加速后从小孔O进入磁感应强度为B的有界匀强磁场，磁场宽度为l，射出磁场时电子的偏转角为α。已知加速电场电势差为U，求电子的比荷。要点3汤姆孙的原子模型1．汤姆孙原子模型：汤姆孙认为原子是一个直径约为10－10m的球体，正电荷均匀分布在整个球体中，带负电的电子嵌在其中，就好像面包中嵌着一粒粒葡萄干一样。2．汤姆孙原子模型的示意图：(如图所示)[典例3]

关于汤姆孙原子模型的说法正确的是(

)A．汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的B．汤姆孙认为原子是实心的C．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心D．汤姆孙通过实验发现了质子[解析]

汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来的，不是以严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球体，原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，所以B正确，C错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误。[答案]

B2．(多选)下列说法正确的是(

)A．汤姆孙研究阴极射线，用测定粒子比荷的方法发现了电子B．电子的发现证明了原子是可分的C．汤姆孙认为原子里面带正电荷的物质应充斥整个原子，而带负电的电子，则镶嵌在球体的某些固定位置D．汤姆孙原子模型是正确的解析：通过物理学史可得，选项A正确；根据电子发现的重要意义可知选项B正确；选项C描述的是汤姆孙原子模型，选项C正确；汤姆孙原子模型本身是错误的，选项D错误。答案：ABC1．(多选)下面对阴极射线的认识正确的是(

)A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极解析：阴极射线是真空玻璃管内由阴极直接发出的射线，故A错误，C正确；只有当两极间有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，故B错误，D正确。答案：CD2．(多选)关于电子的发现，下列说法正确的是(

)A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成B．电子的发现，说明原子具有一定的结构C．在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒D．电子带负电，使人们意识到原子内应该还有带正电的部分解析：发现电子时，人们对原子的结构仍然不清楚，但它使人们意识到电子应该是原子的组成部分，故A错误，B正确；在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒，故C正确；原子对外显电中性，而电子带负电，使人们意识到原子中应该还有其他带正电的部分，故D正确。答案：BCD3．(多选)1897年英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是(

)A．任何物质中均有电子B．不同物质中具有不同性质的电子C．电子质量是质子质量的1836