【同课异构教学课件】第18章 原子结构-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（人教版选修3-5）

1 电子的发现 第十八章 原子结构 教学目标： 1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。 2.体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。 3.知道电荷是量子化的。 汤姆生的伟大发现 汤姆生发现电子之前人们认为原子是组成物体的最小微粒,是不可再分的.汤姆生对阴极射线等现象的研究中发现了电子,从而敲开了原子的大门. 一、探索阴极射线 阅读教材47页回答： 1、什么是阴极射线？ 2、对阴极射线本质的认识有哪两种不同的观点？ 思考与讨论： 根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？ 二、电子的发现 阅读教材47页最后一段到48页最后一段：回答 1、认识实验装置的作用，分析阴极射线的运动情况。 实验装置 （1）K、A部分产生阴极射线 （2）A、B只让水平运动的阴极射线通过 （3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和带电性质 （4）荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转做定量的测定 k A B D2 P2 p1 p3    D1 运动分析 实验过程中阴极射线是在哪几种条件下通过金属板D1、D2的？在这几种条件下，阴极射线受到几个力的作用？做什么性质的运动？ 未加电场和磁场时，阴极射线不受力，做匀速直线运动； 加电场、未加磁场时，阴极射线只受库仑力，做类平抛运动； 加电场和磁场时，阴极射线受库仑力和洛伦兹力，通过调整电场、磁场的强度，可使其做匀速直线运动； 加磁场、未加电场时，阴极射线只受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动。 2、教材图18.1-2所示实验其实验目的是什么？ （1）判断阴极射线是否带电； （2）如果阴极射线带电，则测出其比荷。 3、18.1-2所示实验装置测阴极射线比荷的基本思路是怎样的？ 加电场使阴极射线偏转 再加磁场使阴极射线不偏转 每个阴极射线微粒受到的库仑力等于洛伦兹力，求出阴极射线的速度 只保留磁场，让阴极射线粒子做匀速圆周运动，其向心力是洛伦兹力，进一步求出阴极射线的比荷。 ↓ ↓ ↓ 4、根据思考与讨论自己推导阴极射线的比荷 当射线从屏上的P1点又回到P2点，说明此时每个阴极射线粒子受到的洛伦兹力等于库仑力，即qE=qvB因此v=E/B 去掉D1、D2间的电场，只保留磁场，阴极射线粒子在金属板D1、D2间有磁场的区域形成一个圆弧，其做圆周运动的向心力是洛伦兹力，则 解得：q/m=E/rB2 1、由实验测得的阴极射线的比荷是氢离子的比荷近2000倍。他认为，这可能表示阴极射线粒子的电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小的多。 电子发现的实验事实 2、汤姆生发现，对于不同的金属材料制作电极，都测得相同的比荷，这表明它是构成各种物体的共同成分。随后，汤姆生直接测量出粒子的电荷，发现粒子的电荷与氢离子的电荷基本相同，说明它的质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，至此，汤姆生完全确认了电子的存在。 密立根油滴实验 密立根油滴实验的原理图 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量 质子质量与电子质量的比值 mp/me=1836 1910年美国物理学家密立根利用油滴实验第一次较为精确测量出电子电荷量 密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。 T 谢谢观看 HANK YOU! $$2 原子的核式结构模型 第十八章　原子结构 在十九世纪末，科学家们就根据已发现的事实对原子的结构提出了许多模型。其中最具影响的是汤姆孙提出的“西瓜模型” 交流讨论： 你知道汤姆孙提出的“西瓜模型”是怎样的吗？ 你知道汤姆逊提出的“西瓜模型”是怎样的吗？ 原子正电部分均匀地分布在整个原子，而电子对称地镶嵌在正电背景中（比如可以考虑氢原子），可以证明这样做可以达到受力平衡，并且是稳定平衡。这就是所谓原子的汤姆逊模型，更形象的说法是西瓜模型，西瓜籽是电子，而西瓜瓤是正电部分 电子 正电荷 英籍新西兰物理学家卢瑟福认为，要了解原子里到底有什么东西，最好用“炮弹”打到原子里面去试探一下。 请同学们结合课本，猜猜卢瑟福所说的“炮弹”指的是什么？ α粒子散射实验 1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了α粒子散射实验 卢瑟福 著名的α粒子散射实验 绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进 少数α粒子发生了较大角度的偏转 极少数α粒子的偏转超过了90° 有的甚至几乎被“撞了回来”。 1、绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进 2、少数α粒子发生了较大的偏转 3、有极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°。 α粒子散射实验的结果 α粒子射入金箔时