《电子的发现》课件

第 1节 电 子 的 发 现 阴 极 射 线 管（ 高 速 运 动 的 电 子 ） 1.玻 璃 壁 上 有 淡 淡 的 荧 光2.管 中 物 体 在 玻 璃 壁 上 有 影实 验 现 象 ： 阴 极 射 线 Cathode rayJ.J 汤 姆 孙J.J Thomson1857 1940英 国赫 兹 H.Rudolf Hertz 1857 1894德 国 认 为 阴 极 射 线 是 一 种 “ 电 磁 波” 认 为 阴 极 射 线 是 一 种 “ 高 速 粒 子 流”我 看 到 的 是 ：1、 它 在 电 场 中 不 偏 转 ， 因 此 不 带 电2、 它 能 穿 透 薄 铝 片 粒 子 是 做 不 到 的 但 波 可 以 ! 让 我 们 一 起 来 好 好 想 想 重 走 科 学 探 索 路 汤 姆 孙 的 气 体 放 电 管 的 示 意 图k A B D2 p1 D1 p2p3 二、电子的发现 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 示 ， 金 属 板 D 1D2之 间 未 加 电 场 时 射 线 不 偏 转 ， 射 在 屏 上的 P1点 ， 按 图 示 方 向 加 电 场 E之 后 ， 射 线 发 生 偏 转 并 射 到屏 上 的 P2点 ， 由 此 推 断 阴 极 射 线 带 有 什 么 性 质 的 电 荷 ？P2K A B y P1P3D1D2思考: +-带 负 电 问 题 1： 我 们 判 断 阴 极 射 线 是 哪 种 带 电 粒 子 流 ？问 题 2： 如 何 求 比 荷 ？负 电 为 使 阴 极 射 线 不 发 生 偏 转 ， 在 平 行 极 板 区域 应 采 取 什 么 措 施 ？ P2K A B y P1P3D1D2思考: 在 平 行 板 区 域 加 一 磁 场 且 磁 场 方 向 必 须 垂 直 纸 面向 外 ， 当 满 足 条 件 时 ， 则 阴 极 射 线 不 发 生 偏转 ， 则 ： qEBqv 0BEv 0 法 一 、 若 撤 去 磁 场 ,带 电 粒 子 由 P1点 偏 离 到 P2， P2到 P1竖 直 距 离 为 y,屏幕 到 金 属 板 D1、 D2右 端 的 距 离 为 D， 你 能 算 出 阴 极 射 线 的 比 荷 吗 ？求比荷的两方法em 萤幕 L Dv 0 yP2K A B y P1P3D1D2 em y1y2萤幕 L Dv0 y 200tan m vqELvatvvxy )2(tan LD y又 因 为 ： LBLD Eymq 2)2( BEv 0且 化 简 得 ： 法 二 ： 利 用 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 来 计 算 阴 极 射 线 的 比 荷 ？ 荧光屏 L Dv0 荧光屏 L Dv0 P2 阴 极 射 线 打 在 屏 上 的 P 2点 ， 只 要 测 出 粒 子 打 到 屏上 的 速 度 方 向 （ 与 水 平 方 向 的 夹 角 ） 由 图 可 知 ：cosLR cosLqBm v LBEmq 2cos 质质mqmq 2000 Ce 19106022.1 kgm 31101094.9 电 子 的 电 荷 量 是 由 谁 测 量 出 的 ？ 电 子 电 量的 发 现 说 明 了 什 么 ？ 阅读与思考: 第 一 次 较 为 精 确 测 量 出 电 子 电 荷 量 的 是 美 国物 理 学 家 密 立 根 利 用 油 滴 实 验 测 量 出 的 。 密 立 根 的 实 验 表 明 ，电 荷 具 有 量 子 化 的 特 征 。即 任 何 带 电 体 的 电 量 只 能是 e的 整 数 倍 。 电 子 的 质 量m 9.1093897 10 -31kg 1、 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 AB时 ， 发 现 射线 径 迹 向 下 偏 ， 则 ： （ ） A 导 线 中 的 电 流 由 A流 向 B。 B 导 线 中 的 电 流 由 B流 向 A。 C 若 要 使 电 子 束 的 径 迹 往 上 偏 ， 可 以 通 过 改变 AB中 的 电 流 方 向 来 实 现 。 D 电 子 束 的 径 迹 与 AB中 的 电 流 方 向 无 关 。A B巩固练习: BC 巩固练习: 2、 有 一 电 子 （ 电 荷 量 为 e） 经 电 压 为 U0的 电场 加 速 后 ， 进 入 两 块 间 距 为 d， 电 压 为 U的 平 行 金属 板 间 ， 若 电 子 从 两 板 正 中 间 垂 直 电 场 方 向 射 入 ，且 正 好 能 穿 过 电 场 ， 求 ：（ 1） 金 属 板 AB的 长 度 。（ 2） 电 子 穿 出 电 场 时 的 动 能 。 A B U0 v0+ + + + 阴 极 射 线 Cathode rayJ.J 汤 姆 孙J.J Thomson1857 1940英 国赫 兹 H.Rudolf Hertz 1857 1894德 国 认 为 阴 极 射 线 是 一 种 “ 电 磁 波” 认 为 阴 极 射 线 是 一 种 “ 高 速 粒 子 流”它 在 电 场 中 不 偏 转 ， 因 此 不 带 电它 能 穿 透 薄 铝 片 粒 子 是 做 不 到 的 但 波 可 以 ! 带 负 电 ， 且 电 荷 量 与 质 子 相 同速 度 远 小 于 电 磁 波 传 播 速 度质 量 是 最 轻 的 原 子 1/2000 左 右WIN J.J 汤 姆 孙 (英 国 )1857 1940 1889年 4月 30日 ， J.J.汤 姆 孙 正 式宣 布 发 现 电 子 ; 电 子 的 发 现 ， 结 束 了 关 于 阴 极 射 线本 质 的 争 论 ; 从 此 ， 人 类 意 识 到 ， 原 子 并 不 是 组成 物 质 的 最 小 单 位 ， 探 索 原 子 结 构 的序 幕 由 此 拉 开 由 于 J.J.汤 姆 孙 的 杰 出 贡 献 ， 1906年 他 获 得 诺 贝 尔 物 理 学 奖 。 【 例 1】 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 AB时 ， 发 现 射 线 径 迹 向 下 偏 ， 则 ： （ ）A 导 线 中 的 电 流 由 A流 向 BB 导 线 中 的 电 流 由 B流 向 AC 若 要 使 电 子 束 的 径 迹 往 上 偏 ， 可 以 通 过 改 变 AB中 的 电 流 方 向 来 实 现D 电 子 束 的 径 迹 与 AB中 的 电 流 方 向 无 关A B BC 例 2