18.1电子的发现

18.1电子的发现 第十八章 原子结构 第一节 电子的发现 【学习目标】 1、了解电子发现的过程及辉光放电现象。 2、知道电子的概念及电子的电荷的数值及质量。 3、体验科学思想、方法的重要性和科学家的崇高科学精神。 【学习重点】汤姆孙发现电子的理论推导。 【学习难点】阴极射线的研究。 【知识自主梳理】 一、阴极射线 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。 根据比荷，计算出电子的质量为m＝_____________kg m质子质量与电子质量的比值为＝_____ me 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。 【考点题型设计】 例1、关于阴极射线的性质，下列判断正确的是( ) A、阴极射线带负电 B、阴极射线带正电 C、阴极射线的比荷比氢原子比荷大 D、阴极射线的比荷比氢原子比荷小 例2、如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d。油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间，当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球 1 体，球体体积公式V＝πD3)，重力加速度为g。 6 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__________。 二、电子的发现 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。 2、密立根“油滴实验” (1)精确测定____________。 (2)电荷是________的。 3、电子的有关常量 电子的电量：e＝_____________C (1)设油滴受到气体的阻力f＝kv，其中k为阻力系数，求k的大小； (2)求油滴所带电荷量。 例3、如图所示为测量某种离子的比荷的装置。让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子。这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入加速电场被加速，然后让离子从缝S2垂直进 1 入匀强磁场，最后打在底片上的P点。已知加速电压为U，磁场的磁感应强度为B，缝S2与P q 之间的距离为a，离子从缝S1进入电场时的速度不计。求该离子的比荷 m A、加一磁场，磁场方向沿z轴正方向 B、加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C、加一电场，电场方向沿z轴正方向 D、加一电场，电场方向沿y轴正方向 5．如图所示，让一束均匀的阴极射线垂直穿过正交的电磁场，选择合适的磁感应强度B和电场强度E，带电粒子将不发生偏转，然后撤去电场，粒子将做匀速圆周运动，测得其半径为R，求阴极射线中带电粒子的比荷。 【课时作业】 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 2、关于电荷的电荷量，下列说法错误的是( ) A、电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的 B、物体所带电荷量可以是任意值 － C、物体所带电荷量最小值为1.6×1019C D、物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 3、(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 4、(多选)如图是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( ) 6．电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的。他测定了数千个带电油滴的电荷量，发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍。这个最小电荷量就是电子所带的电荷量。密立根实验的原理如图所示，A、B是两块平行放置的水平金属板。A板带正电，B板带负电，从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中。小油滴由于摩擦而带负电，调节A、B两板间的电压，可使小油滴受到的电场力和重力平衡。已知小油滴静止 － 处的电场强度是1.92×105N/C，油滴半径是1.64×104cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所带的电荷量。这个电荷量是电子电荷量的多少倍？(g取9.8m/s2 ) 2