高中物理 第18章 第1節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)課件 新人教版選修3-5.ppt

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第十八章原子結(jié)構(gòu),第1節(jié)電子的發(fā)現(xiàn),欄目鏈接,學習目標,1．知道電子是如何發(fā)現(xiàn)的及其荷質(zhì)比的概念．2．了解密立根油滴實驗在科學技術(shù)中的應用．3．電子發(fā)現(xiàn)的意義．,,,,欄目鏈接,1．產(chǎn)生：在研究氣體導電的玻璃管內(nèi)有陰、陽兩極，當在兩極間加一定電壓，陰極便發(fā)出一種射線，這種射線為陰極射線．2．陰極射線的特點：碰到熒光物質(zhì)能使其發(fā)光．在稀薄氣體的輝光放電實驗中，若不斷地抽出管中的氣體，當管中的氣壓降到0.1Pa的時候，管內(nèi)已接近真空，不能使氣體電離發(fā)光，這時對著陰極的玻璃管壁卻發(fā)出熒光，如果在管中放一個十字形金屬片，熒光中會出現(xiàn)十字形陰影，如下圖所示．,欄目鏈接,?嘗試應用1．關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說法正確的是(C)A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子D．陰極射線本質(zhì)是X射線解析：陰極射線是原子受激發(fā)射出的電子，關(guān)于陰極射線是電磁波、X射線都是在研究陰極射線過程中的一些假設，是錯誤的．,欄目鏈接,電子是帶負電，而原子是電中性的，可見原子內(nèi)還有帶正電的物質(zhì)，這些帶正電的物質(zhì)和帶負電的電子如何構(gòu)成原子呢？電子的發(fā)現(xiàn)大大激發(fā)了人們研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱情，拉開了人們研究原子結(jié)構(gòu)的序幕．3．密立根油滴實驗．(1)美國物理學家密立根在1910年通過著名的油滴實驗精確測定了電子的電荷量．(2)密立根實驗的重要意義：發(fā)現(xiàn)電荷量是量子化的，即任何電荷只能是e的整數(shù)倍．,?嘗試應用2．(多選)如下圖所示，一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導線AB時，發(fā)現(xiàn)射線徑跡下偏，則(BC),A．導線中的電流由A流向BB．導線中的電流由B流向AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改變AB的電流方向來實現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān),解析：解答此題注意以下幾點：①陰極射線的粒子帶負電，由左手定則判斷管內(nèi)磁場垂直紙面向里；②由安培定則判定AB中電流的方向由B流向A；③電流方向改變，管內(nèi)磁場方向改變，電子受力方向也改變，故C對．,欄目鏈接,對陰極射線管的認識，下列說法錯誤的是()A．陰極射線管是用來觀察電子束運動軌跡的裝置B．借助陰極射線管我們可以看到每個電子的運動軌跡C．陰極射線管內(nèi)部抽成真空D．陰極射線管工作時，它的陰極和陽極之間存在強電場【審題指導】(1)陰極射線管是用來觀察電子束運動軌跡的裝置，但不能看到每個電子的運動軌跡．,(2)陰極射線管內(nèi)部抽成真空．陰極射線管工作時，它的陰極和陽極之間存在強電場，使電子加速．解析：陰極射線管可以從陰極發(fā)射出電子，用熒光屏可以顯示出電子束的軌跡．故A正確；電子發(fā)射出來時速度極大，無法看到每個電子的運動軌跡，只能觀察到電子束的軌跡．故B錯誤；電子質(zhì)量很小，陰極射線管如有空氣，電子因與空氣分子碰撞能量損失很大，軌跡很短，所以陰極射線管內(nèi)部抽成真空．故C正確；陰極射線管工作時，它的陰極和陽極之間加上高電壓，存在強電場，使電子加速．故D正確．答案：B,?變式訓練1．(多選)如圖所示是湯姆孫的氣體放電管的示意圖，下列說法中正確的是(AC),A．若在D1、D2之間不加電場和磁場，則陰極射線應打到最右端的P1點B．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向下偏轉(zhuǎn),C．若在D1、D2之間加上豎直向下的電場，則陰極射線應向上偏轉(zhuǎn)D．若在D1、D2之間加上垂直紙面向里的磁場，則陰極射線不偏轉(zhuǎn)解析：實驗證明，陰極射線是電子，它在電場中偏轉(zhuǎn)時應偏向帶正電的極板一側(cè)，可知選項C正確，選項B的說法錯誤．加上磁場時，電子在磁場中受洛倫茲力作用，要發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而選項D錯誤．當不加電場和磁場時，電子所受的重力可以忽略不計，因而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項A的說法正確．,如圖所示，讓一束均勻的陰極射線垂直穿過正交的電磁場，選擇合適的磁感應強度B和電場強度E，帶電粒子將不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，然后撤去電場，粒子將做勻速圓周運動，測得其半徑為R，則陰極射線中帶電粒子的比荷為________．,欄目鏈接,?變式訓練2．如圖所示為測量某種離子的比荷的裝置．讓中性氣體分子進入電離室A，在那里被電離成離子．這些離子從電離室的小孔飄出，從縫S1進入加速電場被加速．然后讓離子從縫S2垂直進入勻強磁場，最后打在底片上的P點．已知加速電壓為U，磁場的磁感應強度為B，縫S2與P之間的距離為a，離子從縫S1進入電場時的速度不計，求該離子的比荷.,欄目鏈接,密立根油滴實驗進一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性．如圖所示是密立根實驗的原理示意圖，設小油滴質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩板間電勢差為U，當小油滴懸浮不動時，測出兩板間距離為d，則：(1)分析判斷哪個極板帶正電？(2)小油滴的電荷量q是多少？,欄目鏈接,?變式訓練3．電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學家密立根通過油滴實驗測得的．他測定了數(shù)千個帶電油滴的電荷量，發(fā)現(xiàn)這些電荷都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍．這個最小電荷量就是電子所帶的電荷量．密立根實驗的原理如圖所示，A、B是兩塊平行放置的水平金屬板，A板帶正電，B板帶負電．從噴霧器嘴噴出的小油滴，落到A、B兩板之間的電場中．小油滴由于摩擦而帶負電，調(diào)節(jié)A、B兩板間的電壓，可使小油滴受到的電場力和重力平衡．已知小油滴靜止處的電場強度E＝1.92N/C，油滴半徑r＝1.64cm，油的密度ρ＝0.851g/，,