1、第第3章原子世界探秘章原子世界探秘第第3章原子世界探秘章原子世界探秘欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘31電子的發現及其重大意義電子的發現及其重大意義欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘1.了解陰極射線及電子發現的過程了解陰極射線及電子發現的過程2知道湯姆生研究陰極射線發現電子的實驗及知道湯姆生研究陰極射線發現電子的實驗及理論推導理論推導(重點重點)3培養學生對問題的分析和解決能力，初步了培養學生對問題的分析和解決能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子解原子不是最小不可分割的粒子(難點難點)欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘新知初探自學導引新知初

2、探自學導引一、關于陰極射線的爭論一、關于陰極射線的爭論在通常情況下，氣體是不在通常情況下，氣體是不_的，但在的，但在強電場中，氣體能夠被強電場中，氣體能夠被_而導電在而導電在陰極射線管的陰極和陽極接上高壓電源后，陰極射線管的陰極和陽極接上高壓電源后，用真空泵逐漸抽去玻璃管內的空氣，管內稀用真空泵逐漸抽去玻璃管內的空氣，管內稀薄氣體薄氣體_可以看到輝光放電現象若可以看到輝光放電現象若把玻璃管抽成真空，管內變暗，不再發光，把玻璃管抽成真空，管內變暗，不再發光，導電導電電離電離導電導電欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘但此時由陰極發出的射線能使但此時由陰極發出的射線能使_發光發光想一

3、想想一想1將一磁鐵靠近陰極射線管，發現射線發生將一磁鐵靠近陰極射線管，發現射線發生了彎曲，說明什么？了彎曲，說明什么？提示：提示：射線在磁場中彎曲了，說明射線帶電射線在磁場中彎曲了，說明射線帶電熒光物質熒光物質欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘二、湯姆生的發現二、湯姆生的發現湯姆生用實驗的方法測量了這種粒子的比荷湯姆生用實驗的方法測量了這種粒子的比荷他將這種粒子引入電場，根據在電場中的偏轉他將這種粒子引入電場，根據在電場中的偏轉測量了比荷，這種粒子所帶的電荷量與測量了比荷，這種粒子所帶的電荷量與_的接近，這種粒子的質量小于氫的接近，這種粒子的質量小于氫原子質量的原子質量的_至此

4、，進一步明確至此，進一步明確了它的身份，這是一種帶了它的身份，這是一種帶_電的質量很小電的質量很小的粒子，物理學家把它叫做電子的粒子，物理學家把它叫做電子氫離子氫離子千分之一千分之一負負欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘三、電子發現的重大意義三、電子發現的重大意義電子的發現，打破了電子的發現，打破了_不可再分的傳不可再分的傳統觀念，使人們認識到原子不是組成物質的統觀念，使人們認識到原子不是組成物質的最小微粒，原子本身也有復雜的內部結構最小微粒，原子本身也有復雜的內部結構原子原子欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘想一想想一想2為什么說電子是原子的組成部分？為什么說

5、電子是原子的組成部分？提示：提示：湯姆生研究發現：不論是陰極射線、湯姆生研究發現：不論是陰極射線、射線，光電效應中的光電流，還是熱離子射線，光電效應中的光電流，還是熱離子效應中的離子流，它們都包含電子，這種帶效應中的離子流，它們都包含電子，這種帶電粒子的質量只比最輕原子的質量的兩千分電粒子的質量只比最輕原子的質量的兩千分之一稍多一點，由此可見，電子是原子的組之一稍多一點，由此可見，電子是原子的組成部分，是比原子更基本的物質單元成部分，是比原子更基本的物質單元欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘要點探究講練互動要點探究講練互動對陰極射線的認識對陰極射線的認識學案導引學案導引1.陰極

6、射線的本質是什么？陰極射線的本質是什么？2.陰極射線在電場或磁場中運動時，其運動陰極射線在電場或磁場中運動時，其運動情況如何？情況如何？欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘1.陰極射線：在真空放電管中，由于玻璃受陰極射線：在真空放電管中，由于玻璃受到陰極發出的某種射線的撞擊而引發熒光，到陰極發出的某種射線的撞擊而引發熒光，這種射線叫做陰極射線這種射線叫做陰極射線2.熒光的產生熒光的產生玻璃管內氣體接近真空，輝光消失，卻在陽玻璃管內氣體接近真空，輝光消失，卻在陽極孔外玻璃管壁上觀察到熒光，極孔外玻璃管壁上觀察到熒光， 并且能使并且能使不透明物體產生陰影，產生這種現象的原因不透明物體

7、產生陰影，產生這種現象的原因是陰極發出的某種射線撞擊玻璃的結果，即是陰極發出的某種射線撞擊玻璃的結果，即陰極射線陰極射線欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘3.對陰極射線本質的認識對陰極射線本質的認識兩種觀點兩種觀點(1)電磁波說，認為這種射線的本質是一種電電磁波說，認為這種射線的本質是一種電磁輻射磁輻射(2)粒子說，認為這種射線的本質是一種帶電粒子說，認為這種射線的本質是一種帶電粒子流粒子流4.陰極射線帶電性質的判斷方法陰極射線帶電性質的判斷方法(1)利用電場：在陰極射線所經區域加上電場，利用電場：在陰極射線所經區域加上電場，通過打在熒光屏上的亮點的變化和電場的情況通過打在熒光

8、屏上的亮點的變化和電場的情況欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘確定帶電的性質確定帶電的性質(2)利用磁場：在陰極射線所經區域加一磁場，利用磁場：在陰極射線所經區域加一磁場，根據亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性根據亮點位置的變化和左手定則確定帶電的性質質(3)判斷結果：根據陰極射線在電場中和磁場中判斷結果：根據陰極射線在電場中和磁場中的偏轉情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且的偏轉情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且帶負電帶負電欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘5.陰極射線的應用陰極射線的應用如示波管、電視顯像管、電子顯微鏡，高速的如示波管、電視顯像管、電子顯微鏡

9、，高速的陰極射線打在某些金屬靶上能產生陰極射線打在某些金屬靶上能產生X射線，還射線，還能用于研究物質晶體結構，直接用于切割、熔能用于研究物質晶體結構，直接用于切割、熔化、焊接等化、焊接等欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘特別提醒：特別提醒：(1)陰極射線的來源：若真空度高陰極射線的來源：若真空度高的放電管，陰極射線的粒子主要來自陰極；的放電管，陰極射線的粒子主要來自陰極；若真空度不高的放電管，粒子可能來自管中若真空度不高的放電管，粒子可能來自管中氣體氣體(2)陰極射線不是陰極射線不是X射線射線欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘下列說法中正確的是下列說法中正確的是

10、()A陰極射線在電場中一定會受到電場力的陰極射線在電場中一定會受到電場力的作用作用B陰極射線在磁場中一定會偏轉陰極射線在磁場中一定會偏轉C陰極射線在磁場中一定會受到磁場對它陰極射線在磁場中一定會受到磁場對它的作用力的作用力D陰極射線的本質是帶電微粒陰極射線的本質是帶電微粒電子電子例例1欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘【思路點撥思路點撥】陰極射線不是電磁波而是從負陰極射線不是電磁波而是從負極射出的電子流極射出的電子流【精講精析精講精析】陰極射線即電子流在電場中一陰極射線即電子流在電場中一定會受到電場力的作用，定會受到電場力的作用，A對只有陰極射線對只有陰極射線即電子流的速度方向

11、與磁場方向有夾角時，才即電子流的速度方向與磁場方向有夾角時，才會受到磁場力會受到磁場力(洛倫茲力洛倫茲力)，故，故B、C錯，陰極射錯，陰極射線的本質是帶電微粒線的本質是帶電微粒電子，故電子，故D對對【答案答案】AD欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘【規律總結規律總結】陰極射線在電、磁場中受力，陰極射線在電、磁場中受力，運動情況分析，就與帶電粒子在電、磁場中情運動情況分析，就與帶電粒子在電、磁場中情況一樣況一樣變式訓練變式訓練1.陰極射線是從陰極射線管的陰極發出的高速運動陰極射線是從陰極射線管的陰極發出的高速運動的粒子流，這些微觀粒的粒子流，這些微觀粒子是子是_若在如圖若在如圖所

12、示的陰極射線管中部加所示的陰極射線管中部加欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘上垂直于紙面向里的磁場，陰極射線將上垂直于紙面向里的磁場，陰極射線將_(填填“向上向上”“向下向下”“向里向里”或或“向外向外”)偏轉偏轉解析：由電子的發現過程可知，陰極射線本解析：由電子的發現過程可知，陰極射線本質上是高速運動的電子流當電子在磁場中質上是高速運動的電子流當電子在磁場中偏轉時，由左手定則可知電子會受到向下的偏轉時，由左手定則可知電子會受到向下的磁場力，故向下偏轉磁場力，故向下偏轉答案：電子向下答案：電子向下欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘學案導引學案導引1帶電粒子在正交

13、的電磁場中，若做直線帶電粒子在正交的電磁場中，若做直線運動，將滿足什么規律？運動，將滿足什么規律？2帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，什么力提供向心力？時，什么力提供向心力？3帶電粒子的比荷有哪些測定方法？帶電粒子的比荷有哪些測定方法？電子比荷的測定電子比荷的測定欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘1.讓某一速率的電子垂直進讓某一速率的電子垂直進入某一電場中，陰極射線偏入某一電場中，陰極射線偏轉，在熒光屏上亮點位置發轉，在熒光屏上亮點位置發生變化生變化欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子

14、世界探秘特別提醒：特別提醒：陰極射線的本質是電子，在電場陰極射線的本質是電子，在電場或磁場中所受到的電場力或磁場力遠大于重或磁場中所受到的電場力或磁場力遠大于重力，所以研究電子時一般不考慮它的重力力，所以研究電子時一般不考慮它的重力欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘在湯姆生測陰極射線比荷的實驗中，在湯姆生測陰極射線比荷的實驗中，采用了如圖所示的陰極射線管，從采用了如圖所示的陰極射線管，從C出來的出來的陰極射線經過陰極射線經過A、B間的電場加速后，水平間的電場加速后，水平射入長度為射入長度為L的的D、G平行板間，接著在熒光平行板間，接著在熒光屏屏F中心出現熒光斑若在中心出現熒光斑

15、若在D、G間加上方向間加上方向向下，場強為向下，場強為E的勻強電場，陰極射線將向的勻強電場，陰極射線將向上偏轉；如果再利用通電線圈在上偏轉；如果再利用通電線圈在D、G電場電場區加上一垂直紙面的磁感應強度為區加上一垂直紙面的磁感應強度為B的勻強的勻強例例2欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘磁場磁場(圖中未畫圖中未畫)，熒光斑恰好回到熒光屏中，熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，陰極射線向下偏轉，心，接著再去掉電場，陰極射線向下偏轉，偏轉角為偏轉角為，試解決下列問題：，試解決下列問題：欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘(1)說明陰極射線的電性；說明陰極射線的電

16、性；(2)說明圖中磁場沿什么方向；說明圖中磁場沿什么方向；(3)根據根據L、E、B和和，求出陰極射線的比荷，求出陰極射線的比荷【思路點撥思路點撥】先由陰極射線在電場中的偏轉先由陰極射線在電場中的偏轉方向確定電性，然后由它在電磁場中的運動確方向確定電性，然后由它在電磁場中的運動確定磁場方向，最后由磁場中的圓周運動確定比定磁場方向，最后由磁場中的圓周運動確定比荷荷欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘變式訓練變式訓練2.(2012菏澤高二檢測菏澤高二檢測)在研究性學習中，某在研究性學習中

17、，某同學設計了一個測定帶電粒子比荷的實驗，同學設計了一個測定帶電粒子比荷的實驗，其實驗裝置如圖所示其實驗裝置如圖所示abcd是一個長方形盒是一個長方形盒子，在子，在ad邊和邊和cd邊上各開有邊上各開有小孔小孔f和和e，e是是cd邊上的中點，邊上的中點，熒光屏熒光屏M貼著貼著cd放置，能顯放置，能顯示從示從e孔射出的粒子落點位置孔射出的粒子落點位置欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘盒子內有一方向垂直于盒子內有一方向垂直于abcd平面的勻強磁場，平面的勻強磁場，磁感應強度大小為磁感應強度大小為B.粒子源不斷地發射相同的粒子源不斷地發射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略粒子經過帶電

18、粒子，粒子的初速度可以忽略粒子經過電壓為電壓為U的電場加速后，從的電場加速后，從f孔垂直于孔垂直于ad邊射入邊射入盒內盒內欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘熱點示例創新拓展熱點示例創新拓展關于電子電荷量的測定關于電子電荷量的測定經典案例經典案例(10分分)電子所帶電荷量最早是由電子所帶電荷量最早是由美國科學家密立根通過油滴實驗測出的油美國科學家密立根通過油滴實驗測出的油滴實驗的原理如圖所示，兩塊水平放置的平滴實驗的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負電荷油滴

19、從噴霧器噴出后，由于摩擦而負電荷油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電帶電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘場中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情場中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況兩金屬板間的距離為況兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對油，忽略空氣對油滴的浮力和阻力滴的浮力和阻力欄目欄目導引導引第第3章原子世界探秘章原子世界探秘(1)調節兩金屬板間的電勢差調節兩金屬板間的電勢差u，當，當uU0時，使時，使得某個質量為得某個質量為m1的油滴恰好做勻速運動該油的油滴恰好做勻速運動該油滴所帶電荷量滴所帶電荷量q為多少？為多少？(2)若油滴進入電場時的速度可以忽略，當兩金若油滴進入電場時的速度可以忽略，當兩金屬板間的電勢差屬板間的電勢差uU時，觀察到某個質量為時，觀察到某個質量為m2的油滴進入電場后做勻加速運動，經過時間的油滴進入電場后做勻加速運動，經過時間t運運動到下極板，求此油滴所帶電荷量動到下極板，求此油滴所帶電荷量Q.