全国通用版2018-2019高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现课件新人教版选修3 .ppt

第十八章 原子结构 情景切入 世界是物质的 物质是绚丽多彩的 火红的太阳 蔚蓝的大海 还有一些物质是肉眼无法感知到的 物质是有结构的 组成物质的原子可以再分吗 它有什么样的结构呢 道尔顿 汤姆孙 卢瑟福 玻尔等物理学家心目中的原子是什么样的呢 学了本章内容 你就能回答以上问题了 知识导航 本章内容以人们认识微观世界的过程为线索 介绍了历史上著名的实验及根据实验得出的关于电子的发现 原子结构 原子光谱和激光的产生的基础知识 本章内容可分为二个单元 第一单元 第1 2节 主要介绍了电子及原子结构的发现 发展过程 第二单元 第3 4节 主要讲了氢原子光谱的实验规律及玻尔理论 本章的重点是原子的核式结构及氢原子的能级跃迁 本章的难点是人类研究微观世界的方法 原子的能级跃迁 学法指导 1 学习本章时要注意沿着历史的足迹 了解和认识人类发现电子 原子结构探索的过程 体会科学家研究问题的方法精髓 大胆猜想 设计实验检验的科学思维方法 了解原子结构理论在现代科学技术中的应用 2 要理解 粒子散射实验 对 粒子散射实验的实验装置 怎样观察实验现象都要十分清楚 可采用逆向思维 结合原子的核式结构模型来加深理解实验中绝大多数 粒子不发生偏转 少数 粒子发生较大角度偏转 极少数 粒子偏转角度超过90 的原因 3 卢瑟福的核式结构模型与玻尔原子模型是两个重要的原子模型 知识它们的相同点在于带正电的核处在圆心上 电子绕核做经典的圆周运动 不同点是玻尔引入了量子化 认为电子的轨道半径和能量值是不连续的 4 结合能级图深刻理解氢原子能级跃迁问题 知道原子跃迁的条件是光子能量符合两个轨道之间的能量差 知道电离是一种特殊的跃迁 会结合能级图计算氢原子跃迁时释放或吸收光子的频率 第一节电子的发现 学习目标 知识导图 课前预习 1 演示实验如图所示 真空玻璃管中K是金属板制成的 接感应线圈的负极 A是金属环制成的 接感应线圈的正极 接通电源后 感应线圈产生的 的高电压加在两个电极之间 可观察管端玻璃壁上亮度的变化 知识点1 阴极射线 阴极 阳极 近万伏 2 实验现象德国物理学家普吕克尔在类似的实验中看到玻璃壁上 及管中物体在玻璃壁上的 3 阴极射线荧光是由于玻璃受到 发出的某种射线的撞击而引起的 这种射线被命名为 淡淡的荧光 影 阴极 阴极射线 1 汤姆孙的探究方法 1 让阴极射线分别通过电场或磁场 根据偏转现象 证明它是 的粒子流并求出了其比荷 2 换用不同的阴极做实验 所得 的数值都相同 是氢离子比荷的近 倍 证明这种粒子是构成各种物质的共同成分 3 进一步研究新现象 不论是由于正离子的轰击 紫外光的照射 金属受热还是放射性物质的自发辐射 都能发射同样的 电子 由此可见 电子是原子的 是比原子更 的物质单元 知识点2 电子的发现 带负电 比荷 两千 带电粒子 组成部分 基本 电子电荷量 量子化 1 602 10 19 9 1 10 31 1836 4 电子发现的重大意义电子是人类发现的第一个比原子小的粒子 电子的发现 打破了原子 的传统观念 使人们认识到原子不是组成物质的 微粒 原子本身也有内部 从此 原子物理学飞速发展 人们对物质结构的认识进入了一个新时代 不可再分 最小 结构 判一判 1 阴极射线本质是氢原子 2 阴极射线本质是电磁波 3 物体的带电荷量可以是任意值 4 物体带电荷量的最小值为1 6 10 19C 5 阴极射线在真空中沿直线传播 选一选 多选 1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为 电子之父 下列关于电子的说法正确的是 A 汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结论 并求出了阴极射线的比荷B 汤姆孙通过光电效应的研究 发现了电子C 电子的质量是质子质量的1836倍D 汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究 并研究光电效应等现象 说明电子是原子的组成部分 是比原子更小的基本的物质单元解析 汤姆孙和他的学生测出阴极射线的电荷及比荷 AD 想一想 如图所示为汤姆孙的气体放电管 1 在金属板D1 D2之间加上如图所示的电场时 发现阴极射线向下偏转 说明它带什么性质的电荷 2 在金属板D1 D2之间单独加哪个方向的磁场 可以让阴极射线向上偏转 答案 1 带负电 2 垂直纸面向外 解析 1 阴极射线在电场中向下偏转 说明射线带负电 2 要使带负电的阴极射线向上偏转 根据左手定则可知 需加垂直纸面向外的磁场 课内探究 在如图所示的演示实验中 K和A之间加上近万伏的高电压后 玻璃管壁上观察到什么现象 该现象说明了什么问题 提示 玻璃管壁上观察到淡淡的荧光及管中物体在玻璃管壁上的影 这说明阴极能够发出某种射线 并且撞击玻璃引起荧光 探究一对阴极射线的理解 1 现象 真空玻璃管两极加上高电压 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 1 阴极射线是一种电磁辐射 2 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 从而发现了电子 5 实验 密立根通过 油滴实验 精确测定了电子的电荷量和电子的质量 单选 如图所示 在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线 则阴极射线将 A 向纸内偏转B 向纸外偏转C 向下偏转D 向上偏转解题指导 阴极射线的本质是电子流 解析 通电直导线的电流方向向左 由安培定则可判断导线下方的磁场垂直于纸面向外 组成阴极射线的粒子是电子 电子向右运动 由左手定则可知电子向上偏转 故选D 典例1 D 对点训练1 关于阴极射线 下列说法正确的是 A 阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B 阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C 阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D 阴极射线就是X射线解析 阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流 故A B错误 最早由德国物理学家戈德斯坦在1876年提出并命名为阴极射线 故C正确 阴极射线本质是电子流 故D错误 C 带电粒子的比荷有哪些测定方法 提示 两种方法 电偏转 磁偏转 探究二电子比荷的测定方法 如图所示 是对光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图 两块平行金属板间距为d 其中N为锌板 受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子 开关S闭合 电流表A有读数 若调节变阻器R 逐渐增大极板间的电压 A表读数逐渐减小 当电压表示数为U时 A表读数恰好为零 断开S 在MN间加上垂直纸面的匀强磁场 当磁感应强度为B时 A表读数也恰好为零 求光电子的比荷e m的表达式 典例2 对点训练2 如图所示 电子以初速度v0从O点进入长为l 板间距离为d 电势差为U的平行板电容器中 出电场时打在屏上P点 经测量O P距离为Y0 求电子的比荷 素养提升 1 电子的电荷量1910年美国物理学家密立根通过著名的 油滴实验 简练精确地测定了电子的电量 电子电荷的现代值为e 1 602 10 19C 2 电子电荷量的测定 1 密立根实验的原理 电子电荷量的测定 a 如图所示 两块平行放置的水平金属板A B与电源相连接 使A板带正电 B板带负电 从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面的金属板中间的小孔 落到两板之间的匀强电场中 案例 其次实验得q的测量值见下表 单位 10 19C 分析这些数据可知 解析 mg Eq 0 mg kv 0 解得q kv E 油滴的带电荷量是1 6 10 19C的整数倍 故电荷的最小电荷量为1 6 10 19C 油滴的带电荷量是1 6 10 19C的整数倍 故电荷的最小电荷量为1 6 10 19C