第1节、电子的发现精选文档.ppt

第1节、电子的发现本讲稿第一页，共十七页8 早在早在18581858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放电管研究气体放电时发现一种奇特的现象电管研究气体放电时发现一种奇特的现象。18761876年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于 玻璃受到玻璃受到阴极发射的某种射线的撞击而引起的阴极发射的某种射线的撞击而引起的，并把，并把这种射线命名为这种射线命名为阴极射线阴极射线阴极射线阴极射线本讲稿第二页，共十七页一、阴极射线一、阴极射线汤姆孙汤姆孙 认认为这种射为这种射线的本质线的本质是一种高是一种高速粒子流。速粒子流。赫兹赫兹 认为认为这种射线的这种射线的本质是一种本质是一种电磁波的传电磁波的传播过程。播过程。认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“电磁波电磁波”认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“高速粒子流高速粒子流”PK我看到的是：我看到的是：1、它在电场中不偏转，因此不带电、它在电场中不偏转，因此不带电2、它能穿透薄铝片、它能穿透薄铝片 粒子是做不到的粒子是做不到的 但波可以但波可以!让我们一起来好好想想让我们一起来好好想想重走科学探索路重走科学探索路本讲稿第三页，共十七页二、电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。实验装置如图所示，（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P2KAByP1P3D1D2本讲稿第四页，共十七页1、当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。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？负电荷P2KAByP1P3D1D2本讲稿第五页，共十七页2、如果要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？写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为 v）受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线的速度v的表达式吗？垂直纸面向里P2KAByP1P3D1D2本讲稿第六页，共十七页3、由于金属板D、F间的距离（d）是已知的，两板间的电压U是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量E=。磁感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。E=U/dP2KAByP1P3D1D2本讲稿第七页，共十七页4、如果去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。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)。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力就是_力。洛伦兹力P2KAByP1P3D1D2本讲稿第八页，共十七页实验结论 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。当汤姆孙在测定比荷实验时发现，用不同材料的阴极做实验，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？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。本讲稿第九页，共十七页 荷质比约为质子（氢离子）比荷的2000倍。是电荷比质子大？还是质量比质子小？汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。后来汤姆孙测得了这种粒子的电荷量与氢离子电荷量大致相同，由此可以看出他当初的猜测是正确的。后来阴极射线的粒子被称为电子。实验结论本讲稿第十页，共十七页正离子的轰击紫外线照射放射性物质阴极射线光电流射线电子金属受热热离子流本讲稿第十一页，共十七页 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。美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量：e=1.60221019 C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：m=9.10941031 kg质子质量与电子质量的比值：本讲稿第十二页，共十七页J.J J.J 汤姆孙汤姆孙(英国英国)1857 1857 1940 1940 1889年4月30日，J.J.汤姆孙正式宣布发现电子;电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论;从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，探索原子结构的序幕由此拉开 由于J.J.汤姆生的杰出贡献，1906年他获得诺贝尔物理学奖。本讲稿第十三页，共十七页 电子的发现有什么意义？电子是人类发现的第一个比原子小的粒子，电子的发现打破了原子不可再分的传统观念，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有内部结构。因此他被科学界誉为“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”本讲稿第十四页，共十七页 1、利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的、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？做一做做一做做一做做一做:萤萤幕幕 LD v0本讲稿第十五页，共十七页萤萤幕幕 LD v0P2 阴极射线打在屏上的阴极射线打在屏上的P P2 2点，只要测出粒子打到屏上的速度点，只要测出粒子打到屏上的速度方向（与水平方向的夹角方向（与水平方向的夹角）由图可知：）由图可知：本讲稿第十六页，共十七页作业课外课时作业本讲稿第十七页，共十七页