1、 19 19世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现了电子。现了电子。从而得出：从而得出：原子是可以分割的，是由更小原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的的微粒组成的。1858 年年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。的辉光放电现象。1876 年年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由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的于玻璃受到的阴极发出阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为这种未知射线称之为阴极射线阴极射线。代表代表人物
2、，赫兹。认为这种射线的本质是一人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种种电磁波电磁波的传播过程。的传播过程。电磁波电磁波说说 代表代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种质是一种高速粒子流高速粒子流。粒子粒子说说 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。实验装置如图所实验装置如图所示：示：金属板金属板 D1、D2 之间之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上未加电场时，射线不偏转，射在屏上的的 P1 点点，按图示方向加，按图示方向加电场电场 E 之后之后，射线发生偏转并射到屏，射线发生偏转并射到屏上上的的 P2 点点，
3、由此推断，阴极射线带有什么性质的电荷？，由此推断，阴极射线带有什么性质的电荷？带带负负电电 我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流，我们已经知道阴极射线是带负电荷的粒子流，那么，如何求阴极射线微粒的比荷？那么，如何求阴极射线微粒的比荷？为为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域应使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域应采取什么措施？采取什么措施？在在平行板区域加一磁场且磁场方向必须平行板区域加一磁场且磁场方向必须垂直纸面向外垂直纸面向外，当，当满足满足条件条件 qvB=qE 时，则阴极射线时，则阴极射线不发生偏转不发生偏转，即：，即：v=E/B。方法一：方法一：若若撤去撤去磁场磁场，带电粒子由带电
4、粒子由P1 点点偏离偏离到到 P2，P2 到到 P1 竖直竖直距离距离为为 y，屏幕，屏幕到金属到金属板板 D1、D2 右右端的距端的距离离为为 D，你能算出阴极射线的比荷吗？，你能算出阴极射线的比荷吗？qm屏屏幕幕 LD v0yP1P2qm屏屏幕幕 LD v0200tanyxvatqELvvmv 又因为：又因为：tan2yLD 且且 0EvB 化简得：化简得：2()2qEyLmDB L P1P2y 方法二：方法二：利用利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，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
5、？来计算阴极射线的比荷？qm屏屏幕幕 LD v0P1P2yqm屏屏幕幕 LDv0cosLR 0EvB 2cosqEmB L 0mvRqB 只要只要测出粒子打到屏上的速度测出粒子打到屏上的速度方向方向(与与水平方向的水平方向的夹角夹角 )P1P2ORy1.用用“电偏转电偏转”测定阴极射线比荷的测定阴极射线比荷的表达式表达式2.用用“磁偏转磁偏转”测定阴极射线比荷的测定阴极射线比荷的表达式表达式2()2qEyLmDB L 2cosqEmB L 汤姆汤姆生发现，用不同材料的阴极和不同的方法做生发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得实验，所得比荷的数值是相等比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子
6、的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分是构成各种物质的共有成分。由实验测得的阴极射线。由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量相同，则其质量约为氢离子电荷量与氢离子的电荷量相同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明证明了他当初的猜测了他当初的猜测是正确的是正确的。后来，物理学家把。后来，物理学家把新新发现的这种组成阴极射线的粒子
7、称之为发现的这种组成阴极射线的粒子称之为电子电子。物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)电子电子的发现具有伟大的意义，因为这一事件的发现具有伟大的意义，因为这一事件使使人们人们认识到自然界还有比原子更小的实物。电子认识到自然界还有比原子更小的实物。电子的的发现发现打开了通向原子物理学的大门打开了通向原子物理学的大门 ,人们开始人们开始研究研究原子原子的的结构。结构。汤姆孙被汤姆孙被科学界誉为科学界誉为“一位最先打开通向一位最先打开通向基本基本粒子物理学粒子物理学大门的伟人大门的伟人”。物理选修3-5人教版18.1电子的发
8、现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家家密立根密立根利用利用油滴实验油滴实验测量出的。测量出的。物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)1.阴极射线阴极射线2.电子电子的发现的
9、发现比荷的两种求法比荷的两种求法3.密立根油滴实验密立根油滴实验物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)1.一一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放放一通电直一通电直导线导线 AB 时时，发现射线径迹向下偏，发现射线径迹向下偏，则则 ()A.导线导线中的电流中的电流由由 A 流向流向 B B.导线导线中的电流中的电流由由 B 流向流向 A C.若要若要使电子束的径迹往上偏，可以通过使电子束的径迹往上偏，可以通过改变改变 AB 中中的的电流电流 方向来方向来实现
10、实现 D.电子束电子束的径迹的径迹与与 AB 中中的电流方向无关的电流方向无关ABBC物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)2.有有一一电子电子(电荷电荷量量为为 e)经经电压电压为为 U0 的的电场加速后电场加速后，进入进入两块间距两块间距为为 d，电压，电压为为 U 的的平行金属板间，若平行金属板间，若电电子子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电电场场，求：，求：(1)金属板金属板 AB 的长度的长度;(2)电子电子穿出电场时的动能。穿出电场时的动能。+ABU0v0+02UdU(1)0()2Ue U (2)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)物理选修3-5人教版18.1电子的发现(共21张PPT)
