18.1 電子的發(fā)現(xiàn) 教案科目 物 理 主備人： 高三物理組 備課日期： 課 題181 電子的發(fā)現(xiàn)第 1 課時計劃上課日期：教學目標1了解陰極射線及電子發(fā)現(xiàn)的過程2知道湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)電子的實驗及理論推導教學重難點陰極射線的研究、湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的理論推導教學流程內(nèi)容板書關(guān)鍵點撥加工潤色（一）引入新課教師：很早以，人們一直認為構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子是原子，原子是一種不可再分割的粒子。這種認識一直統(tǒng)治了人類思想近兩千年。直到19世紀末，科學家對實驗中的陰極射線深入研究時，發(fā)現(xiàn)了電子，使人類對微觀世界有了新的認識。電子的發(fā)現(xiàn)是19世紀末、20世紀初物理學三大發(fā)現(xiàn)之一。（二）進行新課1陰極射線講述：氣體分子在高壓電場下可以發(fā)生電離，使本不帶電的空氣分子變成具有等量正、負電荷的帶電粒子，使不導電的空氣變成導體。設(shè)疑：是什么原因讓空氣分子變成帶電粒子的？帶電粒子從何而的？科學家在研究氣體導電時發(fā)現(xiàn)了輝光放電現(xiàn)象。史料：1858年德國物理學家普呂克爾較早發(fā)現(xiàn)了氣體導電時的輝光放電現(xiàn)象。德國物理學家戈德斯坦研究輝光放電現(xiàn)象時認為這是從陰極發(fā)出的某種射線引起的。所以他把這種未知射線稱之為陰極射線。對于陰極射線的本質(zhì)，有大量的科學家作出大量的科學研究，主要形成了兩種觀點。（1）電磁波說：代表人物，赫茲。認為這種射線的本質(zhì)是一種電磁波的傳播過程。（2）粒子說：代表人物，湯姆孫。認為這種射線的本質(zhì)是一種高速粒子流。思考：你能否設(shè)計一個實驗進行陰極射線的研究，能通過實驗現(xiàn)象說明這種射線是一種電磁波還是一種高速粒子流。cc1c2lyas+-+磁場如果出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象就可以認為這是一種電磁波，如果出現(xiàn)其他什么樣的現(xiàn)象就可以認為這是一種高速粒子流，并能否測定這是一種什么粒子。2湯姆孫的研究英國物理學家湯姆孫在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子。實驗裝置如圖所示，從高壓電場的陰極發(fā)出的陰極射線，穿過c1c2后沿直線打在熒光屏a上。（1）當在平行極板上加一如圖所示的電場，發(fā)現(xiàn)陰極射線打在熒光屏上的位置向下偏，則可判定，陰極射線帶有負電荷。（2）為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則請思考可在平行極板區(qū)域采取什么措施。在平行極板區(qū)域加一磁場，且磁場方向必須垂直紙面向外。當滿足條件 時，則陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。則：（3）根據(jù)帶電的陰極射線在電場中的運動情況可知，其速度偏轉(zhuǎn)角為：xl螢幕dsso電場eay+-emy1y2+v0v 又因為： 且 則：根據(jù)已知量，可求出陰極射線的比荷。思考：利用磁場使帶電的陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能否根據(jù)磁場的特點和帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律計算陰極射線的比荷？湯姆孫發(fā)現(xiàn)，用不同材料的陰極和不同的方法做實驗，所得比荷的數(shù)值是相等的。這說明，這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。并由實驗測得的陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍。若這種粒子的電荷量與氫離子的電荷量機同，則其質(zhì)量約為氫離子質(zhì)量的近兩千分之一。湯姆孫后續(xù)的實驗粗略測出了這種粒子的電荷量確實與氫離子的電荷量差別不大，證明了湯姆孫的猜測是正確的。湯姆生把新發(fā)現(xiàn)的這種粒子稱之為電子。電子的電荷量 e1.602177331019c第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學家密立根利用油滴實驗測量出