第1节.电子的发现讲述.ppt

* * （实物展示,介绍仪器） 下面我们先给大家介绍下一个很好玩的玻璃管： 1、玻璃管，内装极其稀薄的气体。 2、电极，接上高压电源的负极的一端称“阴极”，另一端则称为“阳极或对阴极” 3、演示: 接通高压电源后，从阴极会射出一种射线，撞在荧光板上发光，出现一条光带 这种射线最早是1858年由德国物理学家普吕克尔 J. Plucker 发现的，1876年另一位物理学家戈德斯坦E.Goldstein 命名其为 “阴极射线”吧 当时，对阴极射线的本质，也就是说，阴极射线到底是什么 这个问题，存在着泾渭分明的两种观点： 一种是以德国物理学家 赫兹 为代表，认为阴极射线是一种 “电磁波” 另一种是以英国的 J.J汤姆孙为代表，认为阴极射线是一种“高速粒子流” 很显然，一场科学的PK在所难免… [教师] 赫兹当时的主要证据有两点： A、他做过实验，看到阴极射线在电场中不偏转，由此判定不带电 B、他发现阴极射线能穿透薄铝片，当时认为没有比原子更小的粒子了，所以粒子是做不到的，只有波才可以。 [教师设疑提问]：相反，如果你是汤姆生的支持者，你觉得你必须证明那些事实，才能说服赫兹，才能在这场科学PK中获得成功？ 学生带不带电、带什么样的电、带多少电荷量、质量有多大、速度有多大、动量、动能，等等。 今天，让我们一起重温100多年前，J.J 汤姆孙走过的艰难的、充满挑战却又充满发现乐趣的科学探索之路…. 第1节、电子的发现 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）体会电子发现过程中蕴含的科学方法 （3）知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍 （4）领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义。 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 世间万物是由原子构成的… 原子是一种最后的不可分割的物质微粒… 德谟克利特 Democritus 古希腊哲学家 约前460～前370 道尔顿 英国化学家 1766-1844 每种化学元素都有它对应的原子… 原子是最微小的不可分割的实心球体 … atom Ατομικ?? 很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。 一、阴极射线 1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。 对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。 （1）电磁波说：代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。 （2）粒子说：代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。 阴极射线 Cathode ray J.J 汤姆孙 J.J Thomson 1857 ～ 1940 英国 赫兹 H.Rudolf Hertz 1857 ～ 1894 德国 认为阴极射线是一种“电磁波” 认为阴极射线是一种“高速粒子流” PK 我看到的是： 1、它在电场中不偏转，因此不带电 2、它能穿透薄铝片 粒子是做不到的 但波可以! 让我们一起来好好想想…… 重走科学探索路…… 二、电子的发现 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。 实验装置如图所示， 汤姆孙的气体放电管的示意图 k A B D2 P2 p1 p3 ? ? ? D1 （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 1.当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场E之后，射线发生偏转并 射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？ 负电荷 2.如果要抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到 P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小、方向合适的磁场。 这个磁场的方向是？ 写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为 v）受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线 的速度v的表达式吗？ 垂直纸面向外 3.由于金属板D1、D2间的距离（d）是已知的，两板间的电压U是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量E= 。磁感应强度B可