高中物理新课标版人教版选修35精品ppt课件181《电子的发现》.ppt
新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-53-518.1电子的发现教学目标教学目标v1、知识与技能、知识与技能v（1）了解阴极射线及电子发现的过程；v（2）知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导。v2、过程与方法：、过程与方法：培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。v3、情感、态度与价值观：、情感、态度与价值观：理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程，根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说。人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。v教学重点：教学重点：阴极射线的研究。v教学难点：教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。v教学方法：教学方法：实验演示和启发式综合教学法。v教学用具：教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。 19世纪是电磁学大发展的时期世纪是电磁学大发展的时期, 到七、八到七、八十年代电气工业开始有了发展十年代电气工业开始有了发展, 其中电气照明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。发电现象有关的问题。 阴极射线阴极射线是低压气体放电过程中出现的一种奇特现是低压气体放电过程中出现的一种奇特现象，德国物理学家象，德国物理学家J.普吕克尔在普吕克尔在1858年利用低压气体放年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的电管研究气体放电时发现的 .从低压气体放电管阴极发出从低压气体放电管阴极发出一种射线。一种射线。 阴极射线阴极射线 对其本性的对其本性的研究形成了研究形成了英国英国学派的微粒说和学派的微粒说和德国德国学派的以太学派的以太说。说。 1876年，戈德年，戈德斯坦的研究。斯坦的研究。阴极射线阴极射线 对其本性的研究导致了对其本性的研究导致了英国英国学派的微粒说和学派的微粒说和德德国国学派的以太。学派的以太。 粒子和电磁波有什么区别？粒子和电磁波有什么区别？ 实验实验 实验该怎么做？实验该怎么做？ J.J.汤姆孙对阴极射线汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。他确认阴进行了一系列的实验研究。他确认阴极射线是带电的粒子。自极射线是带电的粒子。自1890年起开始研究。年起开始研究。MN气体放电管气体放电管- -+ +进一步做实验：确定荷质比进一步做实验：确定荷质比经检验为经检验为负电荷负电荷MN一个质量为一个质量为m,m,电量为电量为e e的带电粒子的带电粒子, ,以速度以速度v v垂直进垂直进入磁场入磁场B B中中, ,2vmevBr在平行板在平行板MNMN间产生竖直向上的电场间产生竖直向上的电场E,E,在垂直电场向在垂直电场向外的方向上加一磁场外的方向上加一磁场B,B,适当地调节电场和磁场的强适当地调节电场和磁场的强度度, ,可以测出速度大小可以测出速度大小V=V=E/BrBEmq2+ +- -18971897年得到实验结果：年得到实验结果： 荷质比约为质子的荷质比约为质子的20002000倍倍实验结果实验结果：荷质比约为质子的：荷质比约为质子的20002000倍倍 进一步分析进一步分析实验结果：是电荷比实验结果：是电荷比质子大？还是质量比质子小？（测量）质子大？还是质量比质子小？（测量） 进一步拓展研究对象：用不同的材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、热离子发料做阴极做实验，光电效应、热离子发射效应、射线（研究对象射效应、射线（研究对象普遍化普遍化）。）。实验结论实验结论：电子是原子的组成部分，：电子是原子的组成部分，是比原子跟基本的物质单元。是比原子跟基本的物质单元。 美国科学家美国科学家密立根密立根又精确地测定了电子的又精确地测定了电子的电量：电量： e=1.6022e=1.602210101919 C C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：量为： m=9.1094m=9.109410103131 kg kg 回顾：回顾： 公元前公元前5世纪，希腊哲学家世纪，希腊哲学家德谟克利特德谟克利特等人等人认为认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。即原子。 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体球体,物质由原子组成物质由原子组成,原子不能被创造原子不能被创造,也不能被也不能被毁灭毁灭,在化学变化中在化学变化中原子不可分割原子不可分割,他们的性质在他们的性质在化学反应中保持不变。化学反应中保持不变。 电子的发现具有伟大的意义，因为这一事电子的发现具有伟大的意义，因为这一事件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物。件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物。电子的发现打开了通向原子物理学的大门电子的发现打开了通向原子物理学的大门 ,人们人们开始研究原子的结构开始研究原子的结构 . 他被科学界誉为他被科学界誉为“一位最先打开通向基本一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人粒子物理学大门的伟人”J.J.汤姆生对电子的研究过程和方法汤姆生对电子的研究过程和方法v定性研究：定性研究： J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转实验，他进一步提高了真空度，并且减小极实验，他进一步提高了真空度，并且减小极间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定的静电偏转。得出阴极射线带负电。的静电偏转。得出阴极射线带负电。 v定量研究定量研究 ： 计算出阴极射线的荷质比计算出阴极射线的荷质比e/m。v普遍性证明普遍性证明 习题习题1 1：如图，在两平行板间有平行的均匀电如图，在两平行板间有平行的均匀电场场E E，匀强磁场，匀强磁场B B。MNMN是荧光屏，中心为是荧光屏，中心为O O，OO=LOO=L，在荧光屏上建立一个坐标系，原点是，在荧光屏上建立一个坐标系，原点是O O，y y轴向上，轴向上，x x轴垂直纸面向外，一束速度轴垂直纸面向外，一束速度、荷荷质比相同的粒子沿质比相同的粒子沿OOOO方向从方向从OO射入，打在射入，打在屏上屏上P P（- - ）点，求：）点，求：（1 1）粒子带何种电荷？）粒子带何种电荷？（2 2）B B的方向？的方向？（3 3）粒子的荷质比？）粒子的荷质比？3,36LLOOO OM MN N思考与研讨思考与研讨习题习题2 2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，A A为发射热电子的阴极，为发射热电子的阴极，K K为接在高电势点的加速阳极，为接在高电势点的加速阳极，A A、K K间电压为间电压为U U。电子离开阴极是速度可以忽略，电。电子离开阴极是速度可以忽略，电子经加速后从子经加速后从K K的小孔中射出时的速度大小为的小孔中射出时的速度大小为v v，下面，下面说法正确的是：说法正确的是：( ) ( ) A A、如果、如果A A、K K间距离减半，电压间距离减半，电压U U、不变，则离开时速不变，则离开时速率变为率变为2v 2v B B、如果、如果A A、K K间距离减半，电压间距离减半，电压U U、不变，则离开时速不变，则离开时速率变为率变为v/2 v/2 C C、如果、如果A A、K K间距离不变，电压间距离不变，电压U U减半，则离开时速率减半，则离开时速率变为变为2v 2v D D、如果、如果A A、K K间距离不变，电压间距离不变，电压U U减半，则离开时速率减半，则离开时速率变为变为0.707v0.707vA AK KU U
