3.1 敲开原子的大门 （备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-5）

粤教版 高中物理选修3-5 第三章 1、带电粒子在电场中的加速 U d E v 由动能定理： 带电粒子在电场中的运动 知识回顾 A B + 2、带电粒子的偏转 -q φ φ F 运动状态分析： 匀变速曲线运动（类平抛运动） 1.加速度: 2.飞行时间 3.侧移距离 v0 l + + + + + + - - - - - - d v v0 v⊥ y l/2 阴极射线的发现 德国物理学家普里克尔在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的。它是从低压气体放电管阴极发出一种射线---阴极射线 普吕克尔 阴极射线本质是什么？ ①一种电磁波 ②带负电的物质微粒 猜想: 如何确定阴极射线是粒子？ （1）磁偏转 （2）电偏转 自1890年起，J.J.汤姆生对阴极射线进行了一系列的 实验研究。他发 现了阴极射线是 带负电的粒子，并 确认这种粒子就 是电子。 阴极射线的探究 当阴极A产生的射线进入大真空管D时, 可以看到管壁上有荧光出现. 当大真空管中加入磁场时, 射线就会偏转, 被接收器接收到, 经检验为负电荷。 汤姆生设计的阴极射线管如何测定阴极射线的电荷 让带电粒子垂直射入匀强磁场，如果仅受磁场力作用，将做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力： 汤姆生测定出粒子的荷质比（定量） 设平行板MN之间的距离为h,板的水平长度为d,首先使阴极仅受电场作用并达到最大偏转,测得此时的场强E,随后保持E不变,外加磁场使射线恢复水平不再偏转,测得此时的磁场的强度B 1、证明粒子的初速率V为： 2、证明射线粒子荷质比的表达式为： 讨论与交流 h d 证明：（1）当平行板M、N间外加磁场使射线粒子恢复水平，则有 （2）当射线粒子只受电场力时,做抛体运动 竖直方向： 水平方向： 实验结果：荷质比约为氢粒子的2000倍 进一步分析试验结果两种可能： （1）带电粒子的电荷很大 （2）带电粒子的质量很小 后来，汤姆生直接测量出粒子的电荷，发现该粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本上相同 汤姆生对射线粒子的普遍性的研究 进一步拓展研究对象：汤姆生发现，对于不同的放电气体，或者用不同的金属材料制作电极，都测得相同的荷质比，随后又发现在气体电离和电光效应等现象中，可从不同物体中击出这种带电粒子，这表明它是构成各种物体的共同成分。 得出的结论 汤姆生完全确认了电子的存在，电子是构成物质的基本粒子，是比原子更小的粒子，原子是可以再分的。 换不同的材料的阴极都能发射这种粒子 物质的共有成分 成功来之不易 进行实验 实验结果 实验结论 测定阴极射线的电荷 带负电 电子是构成物质的基本粒子，是比原子更小的粒子，原子是可以再分的 测定阴极射线 荷质比 荷质比约为氢粒子的2000倍 从不同物质击出这种粒子 构成各种物体的共同成分 直接测量粒子电荷大小 电荷和氢离子的电荷约相等 密立根油滴实验的原理 1910年美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量： e=1.6022×10－19 C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为： m=9.1094×10－31 kg 由于发现电子的杰出贡献，汤姆生在1906年获得诺贝尔物理学奖。电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观念，使人类对自然世界的认识又向前迈进了一步。 2、关于阴极射线的本质，说法对的是（ ） A、阴极射线的本质是氢原子 B、阴极射线的本质是电磁波 C、阴极射线的本质是电子 D、阴极射线的本质是X射线 C 课堂练习 1、发现了电子的科学家是： A．安培 B．奥斯特 C．法拉第 D、汤姆生 D A．物体所带电荷量可以是任意值 B．物体所带电荷量最小值为1.6×10－19 C C．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 D．电子就是元电荷 3．(多选)关于电荷的电荷量，下列说法正确的是(　　) BC 4．密立根油滴实验如图所示，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，已知小油滴静止时的电场强度是1.92×105 N/C，油滴半径是1.64×10－4 cm，油的密度是0.851 g/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？ * $