高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十八章 原子结构1 电子的发现教学ppt课件

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人民教育出版社 高二 |选修3-5
19世纪是电磁学大发展的时期, 到七、八十年代电气工业开始有了发展, 其中电气照明也吸引了许多科学家的注意，问题涉及低压气体放电现象，于是，人们竞相研究与低压气体发电现象有关的问题。
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时发现的 从低压气体放电管阴极发出一种射线使玻璃壁发出淡淡的荧光。
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的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为阴极射线。
代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
粒子说： 代表人物，汤姆生。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
阴极射线的本质是什么呢？
思考1：电磁辐射和带电微粒最大的区别是什么？
思考2：根据带电粒子在电磁场中的运动规律，你知道哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？
电磁波不带电，且速度比带电粒子大的多
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
（1）未加电场和磁场时；
阴极射线不受力，做匀速直线运动到P1
（2）加电场、未加磁场
阴极射线只受电场力，做类平抛运动；
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？
为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域可采取什么措施？
(3)加磁场、未加电场时，
阴极射线只受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动。
1、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？
2、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？
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、射线（研究对象普遍化）。
汤姆生发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量相同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆生后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆生的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。
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
1910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。