1、这美丽的灯光背后蕴含着怎样的物理规律呢？这美丽的灯光背后蕴含着怎样的物理规律呢？第一节第一节 电子的发现电子的发现物理选修物理选修3-5 3-5 第十八章第十八章 原子的结构原子的结构 1919世纪末物理上的三大发现：世纪末物理上的三大发现：1 1、18951895年伦琴发现年伦琴发现X X射线；射线；2 2、18961896年贝可勒尔发现天然放射年贝可勒尔发现天然放射现象现象。3 3、18971897年汤姆生发现了电子。年汤姆生发现了电子。8KVP47P47演示演示一、阴极射线一、阴极射线18761876年，德国物理学家年，德国物理学家戈德斯坦戈德斯坦把这种未知射把这种未知射线称之为线称之为
2、阴极射线阴极射线。阴极阴极阳极阳极一、阴极射线一、阴极射线18761876年，德国物理学家年，德国物理学家戈德斯坦戈德斯坦把这种未知射把这种未知射线称之为线称之为阴极射线阴极射线。阴极射线是什么阴极射线是什么?阴极射线管阴极射线管阴极射线的本质阴极射线的本质:J.J J.J 汤姆孙汤姆孙1857 1857 19401940英国英国赫兹赫兹 1857 1857 18941894德国德国 阴极射线是一种阴极射线是一种“电磁波电磁波”阴极射线是一种阴极射线是一种“带电粒子流带电粒子流”PKPK我看到的是：我看到的是：1 1、它在电场中、它在电场中不偏转，不偏转，（当（当时的阴极射线管真空度还不高时的
3、阴极射线管真空度还不高，低真空是电导体，其中静电，低真空是电导体，其中静电场建立不起来）因此不带电；场建立不起来）因此不带电；2 2、它能穿透薄铝片，粒子是、它能穿透薄铝片，粒子是做不到的，做不到的，但波可以但波可以!让我好好想想让我好好想想二、电子的发现二、电子的发现阅读教科书阅读教科书P47-P49思考：思考：1 1、图、图18.1218.12汤姆孙的气体放电管的示意图中实汤姆孙的气体放电管的示意图中实验装置的作用是什么？验装置的作用是什么？2 2、分析阴极射线的运动情况？、分析阴极射线的运动情况？-5-5分钟！分钟！1 1、实验目的：、实验目的：（1 1）阴极射线是否带电？（）阴极射线是
4、否带电？（2 2）如果带电，测出其比荷？）如果带电，测出其比荷？图图18.1218.12汤姆孙的气体放电管的示意图汤姆孙的气体放电管的示意图实验实验2、实验装置的作用、实验装置的作用汤姆孙的气体放电管的示意图汤姆孙的气体放电管的示意图（1）K、A：产生阴极射线；：产生阴极射线；（2）A、B：只让水平运动的阴极射线通过；：只让水平运动的阴极射线通过；（3）D1、D2：加电场或磁场验证阴极射线是否带：加电场或磁场验证阴极射线是否带电和带电性质；电和带电性质；（4）荧光屏：显示阴极射线到达的位置，并对其）荧光屏：显示阴极射线到达的位置，并对其偏转做定量的测定；偏转做定量的测定；实验实验K3 3、运动
5、分析、运动分析（1 1）未加电场和磁场时）未加电场和磁场时:做匀速直线运动到做匀速直线运动到P P1 1，说明阴极射线所受重力可以忽略；，说明阴极射线所受重力可以忽略；k kA A B Bp1p1D D1 1P1D23 3、运动分析、运动分析k kA AB BD2D2p1p1D D1 1（2 2）加电场、未加磁场时）加电场、未加磁场时:+-P2当：加如图所示的电场时，阴极射线下偏到达当：加如图所示的电场时，阴极射线下偏到达P2处。处。D1D2P1P2思考：思考：阴极射线带何种电荷？阴极射线带何种电荷？带负电带负电3 3、运动分析、运动分析k kA AB BD2D2p1p1D D1 1（3 3）
6、加电场和磁场时）加电场和磁场时:+-在加如图所示的电场时为使阴极射线到达在加如图所示的电场时为使阴极射线到达P1处，应在两处，应在两板间加怎样的磁场？且：电场力与洛仑兹力有何关系？板间加怎样的磁场？且：电场力与洛仑兹力有何关系？D1D2P1垂直向外的匀强磁场垂直向外的匀强磁场B BqEqvB BEv 3 3、运动分析、运动分析k kA AB BD2D2p1p1D D1 1（4 4）加磁场、未加电场时）加磁场、未加电场时:阴极射线在匀强磁场中做匀速圆周运动，最终到达阴极射线在匀强磁场中做匀速圆周运动，最终到达P3，若，若通过测量得其运动的半径为通过测量得其运动的半径为r,则请推出阴极射线的比荷？
7、则请推出阴极射线的比荷？D1D2P1P3rvmqvB2rBEBrvmq218971897年，汤姆孙通过实验得出阴极射线的本质是年，汤姆孙通过实验得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出粒子的比荷。带负电的粒子流并求出粒子的比荷。实验结果：实验结果：2000;2000HHHHmmqqmqmq进一步的研究：进一步的研究：用不同的材料做阴极做实验，光电效应、等（研究对象用不同的材料做阴极做实验，光电效应、等（研究对象普遍化）都发现了同一种粒子。普遍化）都发现了同一种粒子。结论：结论：该粒子是比原子更基本的物质单元，是原子的该粒子是比原子更基本的物质单元，是原子的组成部分。组成部分。后称为电子。后称为
8、电子。(阴极射线是高速运动的电子流阴极射线是高速运动的电子流)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密立根测量出电子的电量：密立根测量出电子的电量：e=1.6022e=1.60221010-19-19C C根据电子的比荷根据电子的比荷(e/m=1.76e/m=1.7610101111C/kg)C/kg)，可以精，可以精确地计算出电子的质量确地计算出电子的质量：m=9.1094m=9.10941010-31-31kgkg质子质量与电子质量的比值：质子质量与电子质量的比值：pem=1836m阴极射线的本质阴极射线的本质:J.J J.J 汤姆孙汤姆孙1857 18
9、57 19401940英国英国赫兹赫兹 1857 1857 18941894德国德国 阴极射线是一种阴极射线是一种“电磁波电磁波”阴极射线是一种阴极射线是一种“带电粒子流带电粒子流”我看到的是：我看到的是：1 1、它在电场中、它在电场中不偏转不偏转，因此，因此不带电；不带电；2 2、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，但波可以但波可以!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 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 1/2000 1/2000 WIN1.1.一只阴极射线管，左侧不
10、断有电子射出，若在一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线管的正下方，放一通电直导线ABAB时，发现射线径时，发现射线径迹向下偏，则（迹向下偏，则（）A A导线中的电流由导线中的电流由A A流向流向B BB B导线中的电流由导线中的电流由B B流向流向A AC C若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变ABAB中的电流方向来实现中的电流方向来实现D D电子束的径迹与电子束的径迹与ABAB中的电流方向无关中的电流方向无关2.2.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 A为
11、发射热电子的阴极，为发射热电子的阴极，K K为接在高电势点的加速阳为接在高电势点的加速阳极，极，A A、K K间电压为间电压为U.U.电子离开阴极时的速度可以忽略，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从电子经加速后从K 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.v.下面下面的说法中正确的是的说法中正确的是()A A如果如果A A、K K间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为U U不变，则电子离开不变，则电子离开K K时的速度变为时的速度变为2v2v B B如果如果A A、K K间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为U U不变，则电子离开不变，则电子离开K K时的速度仍
12、为时的速度仍为v v C C如果如果A A、K 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 K时的速度变为时的速度变为v/2v/2 D D如果如果A A、K 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 K时的速时的速度变为度变为v/4v/42.2.图为示波管中电子枪的原理示意图示波管内被抽成真空，图为示波管中电子枪的原理示意图示波管内被抽成真空，A A为发射热电子的为发射热电子的阴极，阴极，K K为接在高电势点的加速阳极，为接在高电势点的加速阳极，A A、K K间电压为间电压为U.U.电子离开阴极时的速度电子离开阴极时的速度可以忽略，电子
13、经加速后从可以忽略，电子经加速后从K 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.v.下面的说法中正下面的说法中正确的是确的是()A A如果如果A A、K K间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为U U不变，则电子离开不变，则电子离开K K时的速度变为时的速度变为2v2vB B如果如果A A、K K间距离减半而电压仍为间距离减半而电压仍为U U不变，则电子离开不变，则电子离开K K时的速度仍为时的速度仍为v vC C如果如果A A、K 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 K时的速度变为时的速度变为v/2v/2D D如果如果A A、K 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 K时的速度变为时的速度变为v/4v/4B1 1、2 2、3 3教科书教科书P50-问题与练习：问题与练习：作业：作业：4 4
