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课件网) 高二物理(人教版2019) 第四章 原子结构和波粒二象性 原子的核式结构模型 新课导入 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,阴极就发出一种射线。它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光,这种射线的本质是什么呢? 这种射线称为阴极射线(cathode ray)。对这种射线本质的认识有两种观点:一种观点认为,它是一种电磁辐射;另一种观点认为,它是带电微粒。如何用实验判断哪一种观点正确呢? 如果是你,你将设计怎样的实验,来探究阴极射线的本质是电磁波还是带电粒子流? 让阴极射线沿垂直场的方向通过电场或磁场,观察它是否偏转 如果阴极射线发生了偏转,那么阴极射线就是在电场力或洛伦兹力的作用下偏转的,说明阴极射线的本质是带电粒子流。 如果阴极射线没有发生偏转,表示阴极射线不带电,说明阴极射线的本质是电磁波 想一想 一、电子的发现 英国物理学家J. J. 汤姆孙认为阴极射线是带电粒子流 1、汤姆孙实验装置及实验原理 阴极 ⑵阴极射线通过A、B形成一束细细射线。 ⑶D1、D2之间加电场(或磁场)检测射线的带电性质。 荧光屏 ⑴阴极射线的产生机理:管中残存气体分子中的正负电荷在强电场的作用下被“拉开”(即气体分子被电离),正电荷(即正离子)在电场加速下撞击阴极,于是阴极释放更多粒子流,形成了阴极射线。 阳极 缝隙 金属板 2.判断阴极射线是否带电? (1)阴极射线过电场实验 新课讲授 施加电场E之后,射线发生偏转并射到屏上P2处。 结论:所受电场力方向向下,粒子带负电。 新课讲授 2.判断阴极射线是否带电? (2)阴极射线过磁场实验 新课讲授 一、电子的发现 2、测定粒子的比荷 ⑴应用带电粒子在恒定电场中的偏转求比荷(电偏转) ①两极板C、D间无电场和磁场时,粒子将打在荧光屏上的O点。 ③在两极板间施加一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,则粒子在荧光屏上产生的光点又回到O点。 ②在极板间施加电压U(上正下负),离开极板区域的粒子将打在荧光屏上的P点 一、电子的发现 3、汤姆孙发现电子 ⑴阴极射线的本质是带负电的粒子流。 ⑵不同物质都能发射出这种带电粒子,说明它是构成各种物质的组成部分。 ⑶汤姆孙直接测到了阴极射线的电荷量,尽管不够准确,但足以证明它的电荷量与氢离子大致相同,而质量比氢离子小得多。 后来组成阴极射线的粒子被称为电子 电子的发现是物理学史上的重要事件。人们由此认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也有结构。 一、电子的发现 4、密立根测电子电量 电子电荷的精确测定是在1909 1913年间由密立根通过著名的“油滴实验”做出的。目前公认的电子电荷e的值为: e= 1.602 176 634 × 10 -19 C 密立根实验更重要的发现是:电荷是量子化的,即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。 从实验测到的比荷及e的数值,可以确定电子的质量。现在人们普遍认为电子的质量为: me= 9.109 383 56 × 10 -31 kg 质子质量与电子质量的比值为: 思考与讨论: 通常情况下,物质是不带电的,因此,原子应该是电中性的。既然电子是带负电的,质量又很小,那么,原子中一定还有带正电的部分,它具有大部分的原子质量。请你设想一下,原子中带正电的部分以及带负电的电子可能是如何分布的? 1.汤姆孙的原子模型 正电荷 电子 二、原子的核式结构模型 原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌其中。所以又被人们称为“枣糕模型(西瓜模型)” 这个模型能够解释一些实验现象。但德国物理学家勒纳德1903年做了一个实验,使电子束射到金属膜上,发现较高速度的电子很容易穿透原子。这说明原子不是一个实心球体,这个模型可能不正确。之后不久,α ... ...