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课件网) 第十八章 原子结构 18.1 电子的发现 1．了解阴极射线及电子发现的过程。 2．掌握阴极射线比荷测定的方法。 3．知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍。 学习目标 早在1858年，德国物理学家普吕克尔就发现了气体导电时的辉光放电现象。 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。 电子发现背景 一.阴极射线 那么，阴极射线的本质是什么？电子的发现经历了怎样的曲折过程？ 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。 电磁波说 代表人物：汤姆孙。 粒子说 PK 认为这种射线的本质是一种高速粒子流。 二、电子的发现 实验装置：气体放电管 汤姆孙的实验 由阴极C发出的带电粒子通过小孔AB形成一束细细的阴极射线，它穿过两片平行的金属板D1D2之间的空间，到达右端带有标尺的荧光屏上P1点。 思考： 1.实验目的是什么？ （1）判断阴极射线是否带电。 （2）如果阴极射线带电，则测出其比荷。 让带电粒子通过电场或磁场，观察它是否偏转。如果偏转则带电，否则不带电。 2.判断阴极射线是否是带电粒子流的基本方法是什么？ 施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？怎么判断的？ 带负电，因为场强E的方向竖直向上，而射线向下偏，说明电场力F的方向竖直向下，所以射线带负电。 3.测阴极射线比荷的基本思路是怎样的？ （1）先加电场使阴极射线偏转 （2）再加磁场，调整电场磁场的强度，使阴极射线不偏转 （3）每个阴极射线微粒受到的库仑力等于洛伦兹力，求出阴极射线的速度 （4）只保留磁场，阴极射线只受洛伦兹力，做匀速圆周运动，再求比荷 施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？怎么判断的？ 带负电，因为场强E的方向竖直向上，而射线向下偏，说明电场力F的方向竖直向下，所以射线带负电。 再加磁场抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小、方向合适的磁场。这个磁场的方向是？根据什么判断？ 垂直于黑板面向外，用左手定则判断。 施加电场E之后： 三、带电粒子比荷的测定 设粒子质量为m，带电荷为q，受到磁场力和电场力的作用，如果不发生偏转，则受力平衡： 电场力： 磁场力： 1.利用磁偏转测量 . . . . . . . . . . . . . . . . 去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧（r可以通过P3的位置算出）。 r 阴极射线是带负电的粒子流。 还可求出这种粒子的比荷。 2.利用电偏转测量 1897年得到实验结果：荷质比约为质子的2000倍 带电粒子在匀强电场中运动，偏转量： 得： 所以在偏转电场中，U、d、L已知时只需测量v和y即可。 汤姆孙的探究 (2) 换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都 相同。证明这种粒子是构成各种物质的共有成分。 (3) 进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击，紫外光的照射，金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的带电粒子———电子。由此可见，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。 (1) 让阴极射线分别通过电场和磁场，根据偏转情况， 证明它是带负电的粒子流并测定了它的比荷。 阴极射线的本质： 1.阴极射线的本质是电子。 2.电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。 3.电子的电荷量与氢离子的电荷量相同。 正离子的轰击 紫外线照射 放射性物质 阴极射线 光电流 β射线 电子 金属受热 热离子流 发现电子以后，汤姆孙进一步研究又发现了许多新现象： 第一次较为精确测量出电子电荷量的是美 ... ...
