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新课标高中物理选修3-5 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望世间万物是由原子构成的原子是一种最后的不可分割的物质微粒 德谟克利特Democritus 古希腊哲学家约前460前370 道尔顿英国化学家1766-1844 每种化学元素都有它对应的原子原子是最微小的不可分割的实心球体 19 19世纪末，在对气体放电世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现了现象的研究中，科学家发现了电子。从而认识到，原子是可电子。从而认识到，原子是可以分割的，是由更小的微粒组以分割的，是由更小的微粒组成的。成的。8阴极射线是什么？阴极射线是什么？一、阴极射线一、阴极射线 1858年，德国物理年，德国物理学家学家普吕克尔普吕克尔研究气体研究气体放电时发现：气压很低放电时发现：气压很低时，玻璃壁上出现淡淡时，玻璃壁上出现淡淡荧光及物体的影子。荧光及物体的影子。1876年，德国物理年，德国物理学家学家戈德斯坦戈德斯坦认为：这认为：这是阴极发出的某种射线是阴极发出的某种射线的撞击玻璃引起的。他的撞击玻璃引起的。他把这种未知射线称之为把这种未知射线称之为阴极射线阴极射线。阴极射线（阴极射线（Cathode ray）的本质）的本质J.J J.J J.J J.J 汤姆孙汤姆孙汤姆孙汤姆孙1857 1857 1857 1857 1940194019401940英国英国英国英国赫兹赫兹赫兹赫兹 1857 1857 1857 1857 1894 1894 1894 1894德国德国德国德国 阴极射线是一种阴极射线是一种阴极射线是一种阴极射线是一种“电磁波电磁波电磁波电磁波”阴极射线是一种阴极射线是一种阴极射线是一种阴极射线是一种“带电粒子流带电粒子流带电粒子流带电粒子流”PK我看到的是：我看到的是：我看到的是：我看到的是：1 1、它在、它在、它在、它在电场电场电场电场中不偏转，因此中不偏转，因此中不偏转，因此中不偏转，因此不带电；不带电；不带电；不带电；2 2、它能穿透薄铝片、它能穿透薄铝片、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粒子是做不到的粒子是做不到的 但波可以但波可以但波可以但波可以!让我好好想想让我好好想想让我好好想想让我好好想想问题：阴极射线真的不带电吗？问题：阴极射线真的不带电吗？当金属板当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上偏转，射在屏上P1点。施加电场点。施加电场E之后，射线之后，射线发生偏转并射到屏上发生偏转并射到屏上P2处。处。负负 电电qEqEqVBqVBE EB Bv v测阴极射线中带电粒子的比荷测阴极射线中带电粒子的比荷f=Bqv，F=Eq，有有Eq=Bqv，二、电子的发现二、电子的发现 1897年，汤姆孙得出年，汤姆孙得出阴阴极射线极射线的的本质本质是是带负电的粒带负电的粒子流子流并求出并求出粒子的比荷粒子的比荷。粒子的比荷为当时知道的质量最小的氢离粒子的比荷为当时知道的质量最小的氢离子的比荷的子的比荷的2000倍。这有两种可能：倍。这有两种可能：这种带电粒子的电荷量很大；这种带电粒子的电荷量很大；它的质量很小。它的质量很小。后来，汤姆生直接测出粒子的电荷，发现后来，汤姆生直接测出粒子的电荷，发现粒子的电荷粒子的电荷与氢离子的电荷基本相同与氢离子的电荷基本相同，说明它，说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，后来，组成阴极射线的粒子被叫做后来，组成阴极射线的粒子被叫做电子电子。正离子轰击正离子轰击紫外线照射紫外线照射放射性物质放射性物质阴极射线阴极射线光电流光电流射线射线电子电子金属受热金属受热热电子流热电子流 汤姆孙进一步实验发现，许多现象中汤姆孙进一步实验发现，许多现象中都有电子的存在，如：都有电子的存在，如：(密立根密立根密立根密立根美国美国美国美国)年年年年18681868年年年年19531953三、电子电量的精确测量三、电子电量的精确测量密立根油滴实验密立根油滴实验喷雾器喷雾器喷雾器喷雾器E Emgmgx xF F阻阻阻阻F F电电电电油滴油滴油滴油滴A AB B显微镜显微镜显微镜显微镜密立根油滴实验的原理图密立根油滴实验的原理图密立根测量出电子的电量：密立根测量出电子的电量：e=1.602210-19C根据荷质比，可以精确地计算出电子的根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量：质量：m=9.109410-31kg质子质量与电子质量的比值：质子质量与电子质量的比值：阴极射线阴极射线 Cathode ray Cathode ray的本质的本质J.J J.J J.J J.J 汤姆孙汤姆孙汤姆孙汤姆孙J.J ThomsonJ.J ThomsonJ.J ThomsonJ.J Thomson1857 1857 1857 1857 1940 1940 1940 1940英国英国英国英国赫兹赫兹赫兹赫兹 H.Rudolf Hertz H.Rudolf Hertz H.Rudolf Hertz H.Rudolf Hertz 1857 1857 1857 1857 1894 1894 1894 1894德国德国德国德国 认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“电磁波电磁波电磁波电磁波”认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种认为阴极射线是一种“粒子流粒子流粒子流粒子流”我看到的是：我看到的是：我看到的是：我看到的是：它在电场中不偏转，因它在电场中不偏转，因它在电场中不偏转，因它在电场中不偏转，因此不带电它能穿透薄铝片此不带电它能穿透薄铝片此不带电它能穿透薄铝片此不带电它能穿透薄铝片.粒子是做不到的，但波粒子是做不到的，但波粒子是做不到的，但波粒子是做不到的，但波可以可以可以可以!我用实验证明了我用实验证明了我用实验证明了我用实验证明了:带负电，且电荷量与质子相同带负电，且电荷量与质子相同带负电，且电荷量与质子相同带负电，且电荷量与质子相同 速度远小于电磁波传播速度速度远小于电磁波传播速度速度远小于电磁波传播速度速度远小于电磁波传播速度 质量约是最轻的原子质量约是最轻的原子质量约是最轻的原子质量约是最轻的原子 1/2000 1/2000 WINJ.J J.J 汤姆孙汤姆孙汤姆孙汤姆孙(英国英国英国英国)1857185719401940 1889 1889年年4 4月月3030日，日，J.J.J.J.汤姆汤姆孙正式宣布发现电子孙正式宣布发现电子;电子的发现，结束了关于电子的发现，结束了关于阴极射线本质的争论阴极射线本质的争论;从此，人类意识到，原子从此，人类意识到，原子并不是组成物质的最小单位，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探索原子结构的序幕由此拉开 由于由于J.J.J.J.汤姆生的杰出贡汤姆生的杰出贡献，献，19061906年他获得诺贝尔物理年他获得诺贝尔物理学奖。学奖。1.一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射时，发现射线径迹向下偏，则（线径迹向下偏，则（）A导线中的电流由导线中的电流由A流向流向BB导线中的电流由导线中的电流由B流向流向AC若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变变AB中的电流方向来实现中的电流方向来实现D电子束的径迹与电子束的径迹与AB中的电流方向无关中的电流方向无关BABC2.图为示波管中电子枪的原理示意图示波管内被抽成真图为示波管中电子枪的原理示意图示波管内被抽成真空，空，A为发射热电子的阴极，为发射热电子的阴极，K为接在高电势点的加速为接在高电势点的加速阳极，阳极，A、K间电压为间电压为U.电子离开阴极时的速度可以忽电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从略，电子经加速后从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.下面的说法中正确的是下面的说法中正确的是()A如果如果A、K间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为U不变，则电子离不变，则电子离开开K时的速度变为时的速度变为2vB如果如果A、K间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为U不变，则电子离不变，则电子离开开K时的速度仍为时的速度仍为vC如果如果A、K间距离保持不变而电压减半，则电子离开间距离保持不变而电压减半，则电子离开K时的速度变为时的速度变为v/2D如果如果A、K间距离和电压都减半，则电子离开间距离和电压都减半，则电子离开K时的时的速度变为速度变为v/4B