2015_2016高中物理第3章第1节敲开原子的大门课件粤教版选修3_5.ppt

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1、第一节敲开原子的大门第一节敲开原子的大门第三章原子结构之谜第三章原子结构之谜 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接学学 习习目目 标标1知知道道阴阴极极射射线线是是由由电电子子组组成成的的，电电子子是是原原子子的的组成部分组成部分2了了解解汤汤姆姆生生发发现现电电子子的的研研究究方方法法及及蕴蕴含含的的科科学学思想思想3领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接对阴极射线的探究对阴极射线的探究如如图图所所示示的的演演示示实实验验中中，K和和A之之间间加加上上近近万万伏伏的的高高电电压压后后，玻璃

2、管壁上观察到什么现象？该现象说明了什么问题？玻璃管壁上观察到什么现象？该现象说明了什么问题？提提示示：玻玻璃璃管管壁壁上上观观察察到到淡淡淡淡的的荧荧光光及及管管中中物物体体在在玻玻璃璃管管壁壁上上的的影影，这这说说明明阴阴极极能能够够发发出出某某种种射射线线，并并且且撞撞击击玻玻璃璃引引起起荧光荧光.目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接1什么是阴极射线什么是阴极射线在在一一个个抽抽成成真真空空的的玻玻璃璃管管两两端端加加上上高高电电压压，这这时时阴阴极极会会发发出出一一种种射射线线，使使正正对对阴阴极极的的玻玻璃璃管管壁壁上上出出现现绿绿色色荧荧光光，这这种种奇奇妙的射线被称为

3、阴极射线妙的射线被称为阴极射线2阴极射线带电性质的判断阴极射线带电性质的判断(1)方方法法一一：在在阴阴极极射射线线所所经经区区域域加加上上电电场场，通通过过打打在在荧荧光光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质(2)方方法法二二：在在阴阴极极射射线线所所经经区区域域加加一一磁磁场场，根根据据亮亮点点位位置置的变化和左手定则确定带电的性质的变化和左手定则确定带电的性质 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接3阴极射线的本质阴极射线的本质汤汤姆姆生生根根据据阴阴极极射射线线在在电电场场和和磁磁场场中中的的偏偏转转断断定定，阴阴极极射射线线

4、的的本本质质是是带带负负电电的的粒粒子子流流并并求求出出了了这这种种粒粒子子的的比比荷荷后后来来，组成阴极射线的粒子被称为电子组成阴极射线的粒子被称为电子 如如图图所所示示，一一玻玻璃璃管管中中有有从从左左向向右右的的阴阴极极射射线线可可能能是是电电磁磁波波或或某某种种粒粒子子流流形形成成的的射射线线，若若在在其其下下方方放放一一通通电电直直导导线线AB，射射线线发发生生如如图图所所示示的的偏偏转转，AB中中的的电电流流方方向向由由B到到A，则该射线的本质为则该射线的本质为()目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接A电磁波电磁波 B带正电的高速粒子流带正电的高速粒子流C带负电的高速

5、粒子流带负电的高速粒子流 D不带电的高速中性粒子流不带电的高速中性粒子流解解析析：射射线线在在电电流流形形成成的的磁磁场场中中发发生生偏偏转转，即即可可确确定定该该射射线线是是由由带带电电粒粒子子构构成成的的粒粒子子流流根根据据安安培培定定则则可可知知，AB上上方方的的磁磁场场是是垂垂直直纸纸面面向向里里的的粒粒子子向向下下偏偏转转，洛洛伦伦兹兹力力方方向向向向下下，由由左左手手定定则则可可知知射射线线所所形形成成的的电电流流方方向向向向左左，与与粒粒子子的的运动方向相反运动方向相反，故粒子带负电，故粒子带负电答案：答案：C方方法法总总结结：应应用用左左手手定定则则时时，要要注注意意负负电电荷

6、荷运运动动的的方方向向与与它它形形成成的的电电流流方方向向相相反反，即即应应用用左左手手定定则则时时负负电电荷荷运运动动的的方方向向应与四指所指的方向相反应与四指所指的方向相反 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 课堂训练课堂训练1关于阴极射线的本质关于阴极射线的本质，下列说法正确的是下列说法正确的是(C)A阴极射线本质是氢原子阴极射线本质是氢原子B阴极射线本质是电磁波阴极射线本质是电磁波C阴极射线本质是电子阴极射线本质是电子D阴极射线本质是阴极射线本质是X射线射线解解析析：阴阴极极射射线线是是原原子子受受激激发发射射出出的的电电子子流流，关关于于阴阴极极射射线线是是电电磁磁波

7、波、X射射线线都都是是在在研研究究阴阴极极射射线线过过程程中中的的一一些些假假设设，是错误的是错误的电子的发现电子的发现如如图图所所示示为为测测定定阴阴极极射射线线粒粒子子比比荷荷的的装装置置，从从阴阴极极K发发出出的的阴阴极极射射线线通通过过一一对对平平行行金金属属板板D1、D2间间的的匀匀强强电电场场，发发生偏转生偏转 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(1)在在D1、D2间间加加电电场场后后射射线线偏偏到到P2，则则由由电电场场方方向向知知，该射线带什么电？该射线带什么电？(2)再再在在D1、D2间间加加一一磁磁场场(图图中中未未画画出出)，电电场场与与磁磁场场垂垂直直，

8、让让射射线线恰恰好好不不偏偏转转设设电电场场强强度度为为E，磁磁感感应应强强度度为为B，则电子的速度多大？，则电子的速度多大？(3)撤撤去去电电场场，只只保保留留磁磁场场，使使射射线线在在磁磁场场中中做做圆圆周周运运动动，若测出轨道半径为若测出轨道半径为r，则粒子的荷质比是多大？，则粒子的荷质比是多大？目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接提示：提示：(1)负电负电(2)粒粒子子受受两两个个力力作作用用：电电场场力力和和磁磁场场力力，两两个个力力平平衡衡，即即有有qEqvB，得：得：v(3)根据洛伦兹力充当向心力：根据洛伦兹力充当向心力：qvBm ，得出：得出：又又v ，则则 .测

9、出测出E、B、r即可求荷质比即可求荷质比.1电子的大小电子的大小电电子子是是构构成成各各种种物物体体的的共共同同成成分分，它它的的质质量量比比任任何何一一种种分分子子和和原原子子的的质质量量都都小小得得多多，它它的的电电荷荷与与氢氢原原子子的的电电荷荷大大小小基基本本相同电子所带电量为相同电子所带电量为e1.602 2 C.目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接2电子电量的测定电子电量的测定密立根油滴实验密立根油滴实验(1)如如图图所所示示，两两块块平平行行放放置置的的水水平平金金属属板板A、B与与电电源源相相连连接接，使使A板板带带正正电电，B板板带带负负电电从从喷喷雾雾器器喷喷

10、嘴嘴喷喷出出的的小小油油滴滴经经上上面面的的金金属属板板中中间间的的小小孔孔，落落到到两两板板之之间间的的匀匀强强电电场场中中 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(2)小小油油滴滴由由于于摩摩擦擦而而带带负负电电，调调节节A、B两两板板间间的的电电压压，可可以以使使小小油油滴滴静静止止在在两两板板之之间间，此此时时电电场场力力和和重重力力平平衡衡即即mgEq，则电荷的电量，则电荷的电量q .3电子发现的物理意义电子发现的物理意义电电子子是是人人类类发发现现的的第第一一个个比比原原子子小小的的粒粒子子电电子子的的发发现现，打打破破了了原原子子不不可可再再分分的的传传统统观观念念，

11、使使人人们们认认识识到到原原子子不不是是组组成成物物质质的的最最小小微微粒粒，原原子子本本身身也也有有内内部部结结构构从从此此，原原子子物物理理学学迅迅速速发发展展，人人们们对对物物质质结结构构的的认认识识进进入入了了一一个个新新时代时代 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 如如图图所所示示，让让一一束束均均匀匀的的阴阴极极射射线线从从两两极极板板正正中中间间垂垂直直穿穿过过正正交交的的电电磁磁场场，选选择择合合适适的的磁磁感感应应强强度度B和和两两极极之之间间的的电电压压U，带带电电粒粒子子将将不不发发生生偏偏转转，然然后后撤撤去去电电场场，粒粒子子将将做做匀匀速速圆圆周周运

12、运动动，并并垂垂直直打打到到极极板板上上，两两极极板板之之间间的的距距离为离为d，求阴极射线中带电粒子的比荷，求阴极射线中带电粒子的比荷 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接解解析析：设设阴阴极极射射线线粒粒子子的的电电荷荷量量为为q，质质量量为为m，则则在在电电磁磁场场中由平衡条件得：中由平衡条件得：qvB，撤去电场后撤去电场后，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：qvB ，R ，解解得：得：答案：答案：课堂训练课堂训练2如如图图所所示示，一一束束电电子子(电电量量为为e)以以速速度度v垂垂直直射射入入磁磁感感强强度度为为B，宽宽度度为为d的的匀匀强强磁磁场场中中，穿穿透透磁磁

13、场场时时速速度度方方向向与与原原来来入入射射方方向向的的夹夹角角是是30，则则电电子子的的质质量量是是_，穿穿透透磁磁场场的的时时间是间是_解解析析：电电子子在在磁磁场场中中运运动动，只只受受洛洛伦伦兹兹力力作作用用，故故其其轨轨迹迹是是圆圆弧弧一一部部分分，又又因因为为fv，故故圆圆心心在在电电子子穿穿入入和和穿穿出出磁磁场场时时受受到到洛洛伦伦兹兹力力指指向向的的交交点点上上，如如图图的的O点点由由几几何何知知识识可可知知：AB间的圆心角间的圆心角30，OB为半径为半径半径半径r 2d，又由又由r ，得得m .由于由于AB圆心角是圆心角是30，故穿透时间故穿透时间带带电电粒粒子子的的匀匀速速圆圆周周运运动动的的求求解解关关键键是是画画出出匀匀速速圆圆周周运运动动的的轨轨迹迹，利利用用几几何何知知识识找找出出圆圆心心及及相相应应的的半半径径，从从而而找找到到圆圆弧弧所对应的圆心角所对应的圆心角答案答案：