高中物理新课标版人教版选修3-5课件：18《电子的发现》

高中物理新课标版人教版选修3-5课件：18《电子的发现》

18.1《电子的发现》 教学目标 § 1、知识与技能 § （1）了解阴极射线及电子发现的过程； § （2）知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推 导。 § 2、过程与方法：培养学生对问题的分析和解决能力，初 步了解原子不是最小不可分割的粒子。 § 3、情感、态度与价值观：理解人类对原子的认识和研究 经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过 程，根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍， 发现新的事实，再建立新的学说。人类就是这样通过光的 行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。 § 教学重点：阴极射线的研究。 § 教学难点：汤姆孙发现电子的理论推导。 § 教学方法：实验演示和启发式综合教学法。 § 教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。     19世纪是电磁学大发展的时期, 到七、八 十年代电气工业开始有了发展, 其中电气照明 也吸引了许多科学家的注意，问题涉及低压气 体放电现象，于是，人们竞相研究与低压气体 发电现象有关的问题。 阴极射线是低压气体放电过程中出现的一种奇特现 象，德国物理学家J.普吕克尔在1858年利用低压气体放 电管研究气体放电时发现的 .从低压气体放电管阴极发出 一种射线。 阴极射线 对其本性的 研究形成了英国 学派的微粒说和 德国学派的以太 说。 1876年，戈德 斯坦的研究。 阴极射线 对其本性的研究导致了英国学派的微粒说和德 国学派的以太。 粒子和电磁波有什么区别？ 实验 实验该怎么做？ J.J.汤姆孙对阴极射线进行了一系列的实验研究。他确认阴 极射线是带电的粒子。自1890年起开始研究。 M N 气体放电管 - + 进一步做实验：确定荷质比 经检验为负电荷 M N 一个质量为m,电量为e的带电粒子,以速度v垂直进 入磁场B中, 2vm evBr  rB E m q 2 在平行板MN间产生竖直向上的电场E,在垂直电场向 外的方向上加一磁场B,适当地调节电场和磁场的强 度,可以测出速度大小V= E/B + - 1897年得到实验结果： 荷质比约为质子的2000倍 实验结果：荷质比约为质子的2000倍 进一步分析实验结果：是电荷比 质子大？还是质量比质子小？（测量） 进一步拓展研究对象：用不同的材 料做阴极做实验，光电效应、热离子发 射效应、射线（研究对象普遍化）。 实验结论：电子是原子的组成部分， 是比原子跟基本的物质单元。 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 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学 说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体,物质 由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变 化中原子不可分割,他们的性质在化学反应中保持不 变。 回顾： 公元前5世纪，希腊哲学 家德谟克利特等人认为 ：万物 是由大量的不可分割的微粒构 成的，即原子。 电子的发现具有伟大的意义，因为这一事 件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物。 电子的发现打开了通向原子物理学的大门 ,人们 开始研究原子的结构 . 他被科学界誉为“一位最先打开通向基本 粒子物理学大门的伟人” J.J.汤姆生对电子的研究过程和方法 § ⒈定性研究： § J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏 转实验，他进一步提高了真空度，并且减小 极间电压，以防止气体电离，终于获得了稳 定的静电偏转。得出阴极射线带负电。 § ⒉定量研究 ： § 计算出阴极射线的荷质比e/m。 § ⒊普遍性证明 习题1：如图，在两平行板间有平行的均匀电 场E，匀强磁场B。MN是荧光屏，中心为O， OO’=L，在荧光屏上建立一个坐标系，原点是 O，y轴向上，x轴垂直纸面向外，一束速度、 荷质比相同的粒子沿OO’方向从O’射入，打 在 屏上P（- ）点，求： （1）粒子带何种电荷？ （2）B的方向？ （3）粒子的荷质比？ 3 ,3 6 LL O’ O M N 思考与研讨 习题2：示波管中电子枪的原理图如图。管内为空，A为发射热 电子的阴极，K为接在高电势点的加速阳极，A、K间电压为U。 电子离开阴极是速度可以忽略，电子经加速后从K的小孔中射 出时的速度大小为v，下面说法正确的是：( ) A、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率变为2v B、如果A、K间距离减半，电压U、不变，则离开时速率变为 v/2 C、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率变为2v D、如果A、K间距离不变，电压U减半，则离开时速率变为 0.707v A K U