敲開原子的大門

1、第一節(jié)敲開原子的大門學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道陰極射線的概念，了解電子的發(fā)現(xiàn)過程(重點)2.知道電子是原子的組成部分(重點)3.知道電子的電荷量及其他電荷與電子電荷量的關(guān)系(重點、難點)探索陰極射線1實驗裝置真空玻璃管、陰極、陽極和高壓電源2實驗現(xiàn)象及陰極射線在一個被抽成真空的玻璃管兩端加上高電壓，這時陰極會發(fā)出一種射線，使正對陰極的玻璃管壁上出現(xiàn)綠色熒光這種奇妙的射線被稱為陰極射線3陰極射線的本質(zhì)湯姆生通過實驗證明陰極射線本質(zhì)上是由帶負(fù)電的微粒組成的1陰極射線的本質(zhì)是由帶正電的微粒組成(×)2在陰極射線所在的區(qū)域加一磁場，可判斷陰極射線的性質(zhì)()3陰極射線在真空中沿直線傳

2、播()產(chǎn)生陰極射線的玻璃管為什么是真空的？【提示】在高度真空的放電管中，陰極射線中的粒子主要來自陰極，對于真空度不高的放電管，粒子還有可能來自管中的氣體，為了使射線主要來自陰極，一定要把玻璃管抽成真空1對陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識兩種觀點(1)電磁波說，代表人物赫茲，他認(rèn)為這種射線是一種電磁輻射(2)粒子說，代表人物湯姆生，他認(rèn)為這種射線是一種帶電粒子流2陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法(1)方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點的變化和電場的情況確定帶電的性質(zhì)(2)方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場，根據(jù)亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)3實驗結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)

3、情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж?fù)電1如圖3­1­1所示，在陰極射線管正下方平行放置一根通有足夠強直流電流的長直導(dǎo)線，且導(dǎo)線中電流方向水平向右，則陰極射線將會向_偏轉(zhuǎn)圖3­1­1【解析】陰極射線方向水平向右，說明其等效電流的方向水平向左，與導(dǎo)線中的電流方向相反，由左手定則，兩者相互排斥，陰極射線向上偏轉(zhuǎn)【答案】上2如圖3­1­2是電子射線管示意圖接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn)，可采用加磁場或電場的方向圖3­1­2若加一磁場，磁場方向沿_

4、方向，若加一電場，電場方向沿_方向【解析】若加磁場，由左手定則可判定其方向應(yīng)沿y軸正方向；若加電場，根據(jù)受力情況可知其方向應(yīng)沿z軸正方向【答案】y軸正z軸正注意陰極射線(電子)從電源的負(fù)極射出，用左手定則判斷其受力方向時四指的指向和射線的運動方向相反.電 子 的 發(fā) 現(xiàn)1湯姆生的探究方法及結(jié)論(1)根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流，并求出了這種粒子的荷質(zhì)比(2)換用不同材料的陰極做實驗，所得荷質(zhì)比的數(shù)值都相同，湯姆生計算出的荷質(zhì)比大約比當(dāng)時已知的質(zhì)量最小的氫離子的荷質(zhì)比大2 000倍(3)結(jié)論：湯姆生直接測量出粒子的電荷，發(fā)現(xiàn)該粒子的電荷與氫離子的電荷大小基本

5、上相同，說明它的質(zhì)量比任何一種分子和原子的質(zhì)量都小得多，至此，湯姆生完全確認(rèn)了電子的存在2電子的電荷量和質(zhì)量(1)電荷量：美國科學(xué)家密立根精確地測定了電子的電量e1.602_2×1019 C.(2)質(zhì)量：根據(jù)荷質(zhì)比，可以精確地計算出電子的質(zhì)量為m9.109_4×1031 kg.1陰極射線實際上是高速運動的電子流()2電子的電荷量是湯姆生首先精確測定的(×)3帶電體的電荷量可以是任意值(×)湯姆生怎樣通過實驗確定陰極射線是帶負(fù)電的粒子？【提示】湯姆生通過氣體放電管研究陰極射線的徑跡，未加電場時，射線不偏轉(zhuǎn)，施加電場后，射線向偏轉(zhuǎn)電場的正極板方向偏轉(zhuǎn)，由此確

6、定陰極射線是帶負(fù)電的粒子1電子荷質(zhì)比(或電荷量)的測定方法根據(jù)電場、磁場對電子的偏轉(zhuǎn)測量比荷(或電荷量)，可按以下方法：(1)讓電子通過正交的電磁場，如圖3­1­3甲所示，讓其做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡，即F洛F電(BqvqE)得到電子的運動速度v.甲(2)在其他條件不變的情況下，撤去電場，如圖3­1­3乙所示，保留磁場讓電子在磁場中運動，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv，根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識求出其半徑r，則由qvBm得.乙圖3­1­32密立根油滴實驗(1)裝置密立根實驗的裝置如圖3­1­4所示圖3

7、3;1­4兩塊水平放置的平行金屬板A、B與電源相接，使上板帶正電，下板帶負(fù)電油滴從噴霧器噴出后，經(jīng)上面金屬板中間的小孔，落到兩板之間的勻強電場中大多數(shù)油滴在經(jīng)過噴霧器噴嘴時，因摩擦而帶負(fù)電，油滴在電場力、重力和空氣阻力的作用下下降觀察者可在強光照射下，借助顯微鏡進(jìn)行觀察(2)方法兩板間的電勢差、兩板間的距離都可以直接測得，從而確定極板間的電場強度E.但是由于油滴太小，其質(zhì)量很難直接測出密立根通過測量油滴在空氣中下落的終極速度來測量油滴的質(zhì)量沒加電場時，由于空氣的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空氣給油滴的摩擦力而使油滴勻速下落，可測得速度v1.再加一足夠強的電場，使油滴做豎直向上的

8、運動，在油滴以速度v2勻速運動時，油滴所受的靜電力與重力、阻力平衡根據(jù)空氣阻力遵循的規(guī)律，即可求得油滴所帶的電荷量(3)結(jié)論帶電油滴的電荷量都等于某個最小電荷量的整數(shù)倍，從而證實了電荷是量子化的，并求得了其最小值即電子所帶的電荷量e.3(多選)關(guān)于電荷的電荷量，下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：55272074】A物體所帶電荷量可以是任意值B物體所帶電荷量最小值為1.6×1019 CC物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍D電子就是元電荷【解析】密立根的油滴實驗測出了電子的電量為1.6×1019 C，并提出了電荷量子化的觀點，因而故A錯，B對；任何物體的電荷量都是e的整數(shù)倍，故C

9、對，D錯【答案】BC4密立根油滴實驗進(jìn)一步證實了電子的存在，揭示了電荷的非連續(xù)性如圖3­1­5所示是密立根油滴實驗的原理示意圖，設(shè)小油滴的質(zhì)量為m，調(diào)節(jié)兩極板間的電勢差U，當(dāng)小油滴懸浮不動時，測出兩極板間的距離為d.則可求出小油滴的電荷量q_.圖3­1­5【解析】由平衡條件得mgq，解得q.【答案】5如圖3­1­6所示為湯姆生用來測定電子比荷的裝置當(dāng)極板P和P間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O點，O點到O點的豎直距離為d，水平距離可忽略不計；此時在P與P之間的區(qū)域里再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強度，當(dāng)其大小為B時，亮點重新回到O點已知極板水平方向長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2. 【導(dǎo)學(xué)號：55272075】圖3­1­6(1)求打在熒光屏O點的電子速度的大小(2)推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式【解析】(1)電子在正交的勻強電場和勻強磁場中做勻速直線運動，有Bev