鲁科版选择性必修三4.1电子的发现与汤姆孙原子模型学案.docx

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1、第1节 电子的发现与汤姆孙原子模型学案学习目标：1 .了解物质结构早期探究的基本历程.2 .知道阴极射线的产生及其本质，理解汤姆孙对阴极射线研究的方法及电子 发现的意义.3 .了解汤姆孙原子模型.基础知识：一、物质结构的早期探究4 .古人对物质的认识(1)我国西周的“五行说”认为万物是由金、木、水、火、土五种基本“元 素”组成的.(2)古希腊的亚里士多德认为万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”， 天体则由第五种“元素”“以太”构成.(3)古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论,认为宇宙间存在一 种或多种微小的实体，叫作“原子”.5 .通过实验了解物质的结构(1)1661年，玻意耳以化

2、学实验为基础建立了科学的元素论.(2)19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位.(3)1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说,指出分子可以由多 个相同的原子组成.6 . 19世纪初期形成的分子一原子论认为，在物质的结构中存在着分子、原 子这样的层次，宏观物质的化学性质决定于金壬，而分子则由原壬组成.原子是 构成物质的不可再分割的最小颗粒,它既不能创生,也不能消灭.二 电子的发现及汤姆孙模型1 .阴极射线：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，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阻 极射线.2 .汤姆孙对阴极射线本质的探究

3、(1)通过实验：巧妙利用静电偏转力和磁场偏转力相抵消等方法，确定了阴 极射线粒子的速度，并测量出了粒子的比荷.(2)换用不同材料的阴极和不同的气体，所得粒子的比荷相同,这说明不同 物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分.3 .结论阴极射线是带电粒子流.(2)不同物质都能发射这种带电粒子，它是各种物质中共有的成分，比最轻 的氢原子的质量还要小得多，汤姆孙将这种带电粒子称为电子.(3)电子的发现说明原子具有一定的结构，即原子是由电子和其他物质组成 的.4 .电子发现的意义：电子的发现揭开了认识原子结构的序幕.5 .19世纪末微观世界三大发现(1)1895年伦琴发现了 X射线.(2)X射

4、线发现后不久，贝可勒尔发现了放射性.(3)1897年汤姆孙发现了电子.6.汤姆孙的原子模型原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位 置，正像葡萄干嵌在面包中那样.重难点理解：一、阴极射线的研究1 .对阴极射线的认识(1)现象：真空玻璃管两极加上高电压，可看到玻璃管壁上发出荧光及管中 物体在玻璃壁上的影.(2)命名：德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名为阴极射线.(3)猜想阴极射线是一种电磁辐射.阴极射线是带电微粒.(4)验证：英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转，发现阴极 射线带负电并测出了粒子的比荷，进而发现电子.(5)实验：密立根通过“油滴实验”精确

5、测定了电子的电荷量和电子的质量.2 .电子比荷的测定方法(1)让带电粒子通过相互垂直的电场和磁场(如图甲)，让其做匀速直线运动， 根据二力平衡，即/洛=/电(4=沟，得到粒子的运动速度0=.B乂 米 ：M 米 XX . X X、，、，E * x x B1代:计3 乂 x * X甲乙(2)撤去电场(如图乙)，保留磁场，让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力 提供向心力，即5/=加，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径厂.r(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：q=Mm BLr分析阴极射线的两点注意(1)阴极射线的本质是高速电子流，在电磁场中运动时，所受电场力与洛伦 兹力远大于所受重力，故研究电磁

6、力对电子运动的影响时，一般不考虑重力的 影响.(2)应用左手定则时，要注意负电荷运动的方向与它形成的电流方向相反， 即应用左手定则时负电荷运动的方向应与四指所指的方向相反.典例1：如图所示，让一束均匀的阴极射线从两极板正中间垂直穿过正交 的电磁场，选择合适的磁感应强度3和两极之间的电压U,带电粒子将不发生偏 转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，并垂直打到极板上，两极板之间的 距离为，求阴极射线中带电粒子的比荷.X x*x X解析设阴极射线粒子的电荷量为%质量为加，则在电磁场中由平衡条件得：q=qvB9 d撤去电场后，由牛顿第二定律得夕。6=座，R解得：卜念.二、汤姆孙原子结构模型1 .汤姆

7、孙原子模型提出的背景：电子的发现说明原子具有一定的结构.既 然原子中存在带负电的电子，而原子通常是电中性的，那么原子中一定含有带正 电的部分.电子的质量很小，因此，原子的质量主要集中在带正电的部分，原子 中带正电的部分和带负电的电子是怎样分布的呢？2 .汤姆孙原子模型的特点：汤姆孙认为原子是一个直径约为10一1。01的球 体，正电荷均匀分布在整个球体中，带负电的电子镶嵌在其中，就好像面包中嵌 着一粒粒葡萄干一样.如图所示为汤姆孙原子模型的示意图.典例2:人们对原子结构的认识有一个不断深化的过程，下列先后顺序中 符合史实的是（）道尔顿提出的原子论 德谟克利特的古典原子论 汤姆孙提出的 “葡萄干面

8、包”原子模型A.B.C.D.B 对于探索构成物质的最小微粒，古希腊哲学家德谟克利特建立了早期 的原子论，19世纪初，道尔顿提出了原子论，汤姆孙发现电子后，提出了 “葡 萄干面包”模型，故选项B正确.巩固练习：1 .英国物理学家汤姆孙通过阴极射线的实验研究发现（）A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D.汤姆孙直接测到了阴极射线粒子的电荷量2 .（多选）汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子 之父”.关于电子的说法正确的是（）A.任何物质中均有电子B.不同的物质中具有不同的电子C.电子的质量比最轻

9、的氢原子的质量小得多D.电子是一种粒子，是构成物质的基本单元3 .关于汤姆孙原子模型的说法正确的是（）A.汤姆孙原子模型的提出是以严格的实验为基础的B.汤姆孙认为原子是实心的C.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在原子的中心D.汤姆孙通过实验发现了质子4 .如图所示，阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接 到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个 扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端 稍稍倾向轴线，电子束射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究 磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是（

10、）A.没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线B.若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束会向上偏转C.施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识 判断出阴极射线管两个电极的极性D.施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动 的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱参考答案：1. A 阴极射线在电场中偏向正极板一侧，因此阴极射线应该带负电荷，A 正确；阴极射线在磁场中受力情况跟负电荷受力情况相同，B错误；不同材料所 产生的阴极射线的比荷相同，C错误；汤姆孙并没有直接测到阴极射线粒子的电 荷量，D错误。2. ACD 汤姆孙对不同材料

11、的阴极发出的射线进行研究，均为相同的粒子 电子，所以选项A正确，B错误；电子是构成物质的基本单元，其质量是氢原子质量的故选项C、D均正确.1 8003.B 汤姆孙原子模型是在一定的实验和理论基础上假想出来的，不是以 严格的实验为基础的，A错误；汤姆孙认为，原子是球体，原子带正电的部分应 充斥整个球体内，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌 在面包中那样，B正确，C错误；汤姆孙发现了电子，并没有发现质子，D错误. 4.C 没有施加磁场时，电子束的径迹是一条直线，选项A错误；若图中左侧 是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，根据左手定则可知，电子束会向下偏 转，选项B错误；施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可 由左手定则以及相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性，根据轨迹的偏转 程度可判断磁场的强弱，选项C正确，D错误。