高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现课件新人教版选修3
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高中物理 第18章 原子结构 第1节 电子的发现课件5高二选修35物理课件
第十页，共二十八页。
[例 1] (多选)如图 18－1－4 所示，一只阴极射线管 左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线 AB 时，发现射线的径迹往下偏，则以下说法正确的是
12/9/2021
图 18－1－4
第十一页，共二十八页。
A．导线中的电流由 A 流向 B B．导线中的电流由 B 流向 A C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变 AB 中的电流方向来实现
12/9/2021
第二页，共二十八页。
课前预习·落实基础
一、阴极射线 1．演示实验：如图 18－1－1 所示，真空玻璃管中 K 是金属板制成的__阴__极__(y_īn，jí) 接感应线圈的__负__极__(_fù，jí) A 是金 属环制成的__阳___极，接感应线圈的___正__极_(_zh_è_ng，jí) 接通电源 后，线圈会产生__近__万__伏_____的高压加在两个电极间，可观 察管端玻璃壁上亮度的变化。
[答案]
(1)负电
(2)垂直纸面向里
Esin θ
(3) B2L
12/9/2021
第二十三页，共二十八页。
[规律总结] 判断粒子所带电性的方法 (1)可以让粒子以一定的初速度垂直于电场线 的方向进入一匀强电场，如果粒子沿着电场线的方 向偏转，则粒子带正电，反之带负电。 (2)让粒子以一定的初速度垂直于磁感线的方 向进入一匀强磁场，根据做圆周运动的情况，由左 手定则也可以判断粒子的电性。
12/9/2021
第二十四页，共二十八页。
变式训练
2．如图 18－1－10 所示，电子以初速度 v0 从 O 点进 入长为 l、板间距离为 d、电势差为 U 的平行板电容器中， 出电场时打在屏上 P 点，经测量 O′P 为 Y0，求电子的比荷。
[例 1] (多选)如图 18－1－4 所示，一只阴极射线管 左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线 AB 时，发现射线的径迹往下偏，则以下说法正确的是
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图 18－1－4
第十一页，共二十八页。
A．导线中的电流由 A 流向 B B．导线中的电流由 B 流向 A C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变 AB 中的电流方向来实现
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第二页，共二十八页。
课前预习·落实基础
一、阴极射线 1．演示实验：如图 18－1－1 所示，真空玻璃管中 K 是金属板制成的__阴__极__(y_īn，jí) 接感应线圈的__负__极__(_fù，jí) A 是金 属环制成的__阳___极，接感应线圈的___正__极_(_zh_è_ng，jí) 接通电源 后，线圈会产生__近__万__伏_____的高压加在两个电极间，可观 察管端玻璃壁上亮度的变化。
[答案]
(1)负电
(2)垂直纸面向里
Esin θ
(3) B2L
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第二十三页，共二十八页。
[规律总结] 判断粒子所带电性的方法 (1)可以让粒子以一定的初速度垂直于电场线 的方向进入一匀强电场，如果粒子沿着电场线的方 向偏转，则粒子带正电，反之带负电。 (2)让粒子以一定的初速度垂直于磁感线的方 向进入一匀强磁场，根据做圆周运动的情况，由左 手定则也可以判断粒子的电性。
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第二十四页，共二十八页。
变式训练
2．如图 18－1－10 所示，电子以初速度 v0 从 O 点进 入长为 l、板间距离为 d、电势差为 U 的平行板电容器中， 出电场时打在屏上 P 点，经测量 O′P 为 Y0，求电子的比荷。
高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现课件新人教版选修3_5
将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合，电流表A有读数，
若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电 压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在MN间加上垂直纸面 的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也恰好为零。求光电子 的比荷e/m的表达式。
解题指导：(1)当电压表示数为 U 时，电流恰好为零，所以光电子的最大初 动能为 Ek＝12mv2＝eU；(2)断开开关，当磁感应强度为 B 时，电流恰好为零，所 以当磁感应强度为 B 时，具有最大初动能的电子做圆周运动的直径刚好为两块平 行板的间距 d。
父”，下列关于电子的说法正确的是
()
AD
• A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是 带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
• B．汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子
• C．电子的质量是质子质量的1836倍
• D．汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效 应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物
答案：B82Ud2
解析：由题意得 eU＝12mv2
①
evB＝mvR2
②
R＝d2
③
由①②③得me ＝B82Ud2。,
• 〔对点训练2〕 如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板 间距离为d、电势差为U的平行板电容器中，出电场时打在屏上P点， 经测量O′P距离为Y0，求电子的比荷。
答案：2dUYl02v20
• 5．实验：密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电 子的质量。
• 电流的典例长直1 (导单线选，)则如阴图极所射示线，将在阴极射线( 管正)上方平行放一通有强 D
• A．向纸内偏转 • B．向纸外偏转 • C．向下偏转 • D．向上偏转 • 解题指导：阴极射线的本质是电子流。 • 解析：通电直导线的电流方向向左，由安培定则可判断导线下方的
若调节变阻器R，逐渐增大极板间的电压，A表读数逐渐减小，当电 压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在MN间加上垂直纸面 的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也恰好为零。求光电子 的比荷e/m的表达式。
解题指导：(1)当电压表示数为 U 时，电流恰好为零，所以光电子的最大初 动能为 Ek＝12mv2＝eU；(2)断开开关，当磁感应强度为 B 时，电流恰好为零，所 以当磁感应强度为 B 时，具有最大初动能的电子做圆周运动的直径刚好为两块平 行板的间距 d。
父”，下列关于电子的说法正确的是
()
AD
• A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是 带负电的粒子的结论，并求出了阴极射线的比荷
• B．汤姆孙通过光电效应的研究，发现了电子
• C．电子的质量是质子质量的1836倍
• D．汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效 应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物
答案：B82Ud2
解析：由题意得 eU＝12mv2
①
evB＝mvR2
②
R＝d2
③
由①②③得me ＝B82Ud2。,
• 〔对点训练2〕 如图所示，电子以初速度v0从O点进入长为l、板 间距离为d、电势差为U的平行板电容器中，出电场时打在屏上P点， 经测量O′P距离为Y0，求电子的比荷。
答案：2dUYl02v20
• 5．实验：密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电 子的质量。
• 电流的典例长直1 (导单线选，)则如阴图极所射示线，将在阴极射线( 管正)上方平行放一通有强 D
• A．向纸内偏转 • B．向纸外偏转 • C．向下偏转 • D．向上偏转 • 解题指导：阴极射线的本质是电子流。 • 解析：通电直导线的电流方向向左，由安培定则可判断导线下方的
高中物理第十八章原子结构1电子的发现课件新人教版选修3_5
课时1 电子的发现
课前基预础习训作练业
一、选择题 1．关于电荷的电荷量下列说法不正确的是( B ) A．电子的电量是由密立根油滴实验测得的 B．物体所带电荷量可以是任意值 C．物体所带电荷量最小值为 1.6×10－19 C D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
解析：密立根的油滴实验测出了电子的电量为 1.6×10－19 C，并 提出了电荷量子化的观点，因而 A 对，B 错，C 对；任何物体的电荷 量都是 e 的整数倍，故 D 对．
答案：1.33×1011 C/kg
解析：无偏转时，有 eE＝evB 只存在磁场时，有 evB＝mvr2(或 r＝meBv)，由几何关系得偏转角很小 时，r＝sinL θ≈Lθ 联立并代入数据得me ＝BE2θL≈1.33×1011 C/kg.
课堂基检础测训作练业
一、单项选择题 1.阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞 向阳极，如图所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( C )
A．若在 D1、D2 之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端 的 P1 点
B．若在 D1、D2 之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏 转
C．若在 D1、D2 之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏 转
D．若在 D1、D2 之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏 转
解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正 电的极板一侧，可知选项 C 正确，选项 B 错误；加上磁场时，电子在 磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，因而选项 D 错误；当不加电场和 磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项 A 正确．
A．平行于纸面向左 B．平行于纸面向上 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里
课前基预础习训作练业
一、选择题 1．关于电荷的电荷量下列说法不正确的是( B ) A．电子的电量是由密立根油滴实验测得的 B．物体所带电荷量可以是任意值 C．物体所带电荷量最小值为 1.6×10－19 C D．物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍
解析：密立根的油滴实验测出了电子的电量为 1.6×10－19 C，并 提出了电荷量子化的观点，因而 A 对，B 错，C 对；任何物体的电荷 量都是 e 的整数倍，故 D 对．
答案：1.33×1011 C/kg
解析：无偏转时，有 eE＝evB 只存在磁场时，有 evB＝mvr2(或 r＝meBv)，由几何关系得偏转角很小 时，r＝sinL θ≈Lθ 联立并代入数据得me ＝BE2θL≈1.33×1011 C/kg.
课堂基检础测训作练业
一、单项选择题 1.阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞 向阳极，如图所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( C )
A．若在 D1、D2 之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端 的 P1 点
B．若在 D1、D2 之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏 转
C．若在 D1、D2 之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏 转
D．若在 D1、D2 之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线不偏 转
解析：实验证明，阴极射线是电子，它在电场中偏转时应偏向带正 电的极板一侧，可知选项 C 正确，选项 B 错误；加上磁场时，电子在 磁场中受洛伦兹力作用，要发生偏转，因而选项 D 错误；当不加电场和 磁场时，电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项 A 正确．
A．平行于纸面向左 B．平行于纸面向上 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里
高中物理第十八章原子结构1电子的发现课件新人教版选修35
第三十九页，共44页。
名师点评 在密立根实验中，油滴的带电是利用的摩擦起电， 该电荷的电性经实验研究带负电，本类问题没有必要讨 论油滴带正电荷的情况．
第四十页，共44页。
2.如图所示，电子由静止从 O 点经电场 U 加速后垂 直射入匀强磁场 B，经偏转后打在 MN 板的 P 点，射入 点到 P 点的距离为 d，求电子的比荷mq 的表达式(不考虑电 子的重力)．
第二十三页，共44页。
解析：(1)步骤 B 电子在 M1、M2 两极板间做类平抛 运动，当增大两极板间电压时，电子在两极板间的偏转 位移增大．
当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板 M2 靠近荧屏的边缘，设两极板间距离为 d，则
d2＝12·Udm·qLv2，得
第二十四页，共44页。
mq ＝dU2Lv22.① 由此可以看出这一步的目的是粒子在电场中的偏转 位移成为已知量，就可以表示出荷质比，步骤 C 加上磁 场后电子不偏转，则电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力 方向向上，由左手定则得磁场方向垂直于纸面向外．
第八页，共44页。
(3)汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量，得到 这种粒子的电荷大小与氢离子电荷基本相同．后来把组 成阴极射线的粒子称为电子．
第九页，共44页。
2．汤姆孙的进一步研究． (1)汤姆孙的新发现：不论是阴极射线、β 射线、光 电效应中的光电流还是热离子发射效应中的离子流，它 们都包含电子． (2)结论：它是从原子中发射出来的，它的质量只比 最轻原子的质量的两千分之一稍多一点，由此可见，电 子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．
第四页，共44页。
判断正误 1．阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的．(×) 2．实验中看到的荧光就是电子流．(×) 3．阴极射线是一种电磁辐射．(×)
名师点评 在密立根实验中，油滴的带电是利用的摩擦起电， 该电荷的电性经实验研究带负电，本类问题没有必要讨 论油滴带正电荷的情况．
第四十页，共44页。
2.如图所示，电子由静止从 O 点经电场 U 加速后垂 直射入匀强磁场 B，经偏转后打在 MN 板的 P 点，射入 点到 P 点的距离为 d，求电子的比荷mq 的表达式(不考虑电 子的重力)．
第二十三页，共44页。
解析：(1)步骤 B 电子在 M1、M2 两极板间做类平抛 运动，当增大两极板间电压时，电子在两极板间的偏转 位移增大．
当在荧光屏上看不到亮点时，电子刚好打在下极板 M2 靠近荧屏的边缘，设两极板间距离为 d，则
d2＝12·Udm·qLv2，得
第二十四页，共44页。
mq ＝dU2Lv22.① 由此可以看出这一步的目的是粒子在电场中的偏转 位移成为已知量，就可以表示出荷质比，步骤 C 加上磁 场后电子不偏转，则电场力等于洛伦兹力，且洛伦兹力 方向向上，由左手定则得磁场方向垂直于纸面向外．
第八页，共44页。
(3)汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量，得到 这种粒子的电荷大小与氢离子电荷基本相同．后来把组 成阴极射线的粒子称为电子．
第九页，共44页。
2．汤姆孙的进一步研究． (1)汤姆孙的新发现：不论是阴极射线、β 射线、光 电效应中的光电流还是热离子发射效应中的离子流，它 们都包含电子． (2)结论：它是从原子中发射出来的，它的质量只比 最轻原子的质量的两千分之一稍多一点，由此可见，电 子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．
第四页，共44页。
判断正误 1．阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的．(×) 2．实验中看到的荧光就是电子流．(×) 3．阴极射线是一种电磁辐射．(×)
高中物理人教版(选修3-5)第十八章原子结构第1、2节电子的发现 、原子的核式结构(PPT42张)(共41张PPT)
R L co s
mv L θ qB cos
q E cos m B2L
二、电子的发现
汤姆孙发现：用不同材料的阴极和不同的方法做实 验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构 成各种物质的共有成分。 并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷 的近的2000倍。 汤姆孙把新发现的这种粒子称之为“电子”。
观点 电磁 波说 赫 兹 代表人物 内容 认为射线的本 质是一种电磁 波的传播过程。 认为射线的本 质是一种高速 的粒子流。
一、探索阴极射线
相关知识
K
A
汤 粒子说 姆 孙
思考与讨论 思考与讨论
根据带电粒子在电场、磁场中的运动规律，哪
些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？
二、电子的发现
K A B
三、电荷的量子化
阅读与思考：电子的电荷量是由 谁测量出的？电子电量的发现说
相关知识
1、电子电荷的精确测定由美国物 理学家密立根通过油滴实验测出来 的。电子电荷的现代值 e=1.60217733（49）×10-19C。 2、电荷是量子化的，即任何带电 体的电荷只能是e的整数倍。确定 电子的质量为me＝9.109×10-31kg。
E v0 B
思考与讨论2：
2.若撤去磁场带电粒子由P1点偏离到P2，P2到P1竖直距 离为y,屏幕到金属板D1、D2右端的距离为D，你能算出阴 极射线的比荷吗？
屏幕 L
m
e
D
v0 y
推理分析：
m e L 银幕
θ
D
v0
y1
y2
y
tan
且
vy
vx E v0 B
at qEL 2 v0 mv0
mv L θ qB cos
q E cos m B2L
二、电子的发现
汤姆孙发现：用不同材料的阴极和不同的方法做实 验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构 成各种物质的共有成分。 并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷 的近的2000倍。 汤姆孙把新发现的这种粒子称之为“电子”。
观点 电磁 波说 赫 兹 代表人物 内容 认为射线的本 质是一种电磁 波的传播过程。 认为射线的本 质是一种高速 的粒子流。
一、探索阴极射线
相关知识
K
A
汤 粒子说 姆 孙
思考与讨论 思考与讨论
根据带电粒子在电场、磁场中的运动规律，哪
些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？
二、电子的发现
K A B
三、电荷的量子化
阅读与思考：电子的电荷量是由 谁测量出的？电子电量的发现说
相关知识
1、电子电荷的精确测定由美国物 理学家密立根通过油滴实验测出来 的。电子电荷的现代值 e=1.60217733（49）×10-19C。 2、电荷是量子化的，即任何带电 体的电荷只能是e的整数倍。确定 电子的质量为me＝9.109×10-31kg。
E v0 B
思考与讨论2：
2.若撤去磁场带电粒子由P1点偏离到P2，P2到P1竖直距 离为y,屏幕到金属板D1、D2右端的距离为D，你能算出阴 极射线的比荷吗？
屏幕 L
m
e
D
v0 y
推理分析：
m e L 银幕
θ
D
v0
y1
y2
y
tan
且
vy
vx E v0 B
at qEL 2 v0 mv0
高中物理人教版选修35《18.1电子的发现》(共15张PPT)
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月6日星期一2021/9/62021/9/62021/9/6 15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/62021/9/62021/9/69/6/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/62021/9/6September 6, 2021 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/62021/9/62021/9/62021/9/6
实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的 物质单元。
J.J 汤姆孙(英国) 1857～1940
1889年4月30日，J.J.汤姆 孙正式宣布发现电子;
电子的发现，结束了关于 阴极射线本质的争论;
从此，人类意识到，原子 并不是组成物质的最小单位， 探索原子结构的序幕由此拉开 ……
由于J.J.汤姆生的杰出贡 献，1906年他获得诺贝尔物理 学奖。
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
2.运动分析 （1）未加电场和磁场时；
D1
-
k AB
p1 P2
+
D2
阴极射线不受力，做匀速直线运动到P1 （2）加电场、未加磁场
阴极射线只受电场力，做类平抛运动；
实验结论：电子是原子的组成部分，是比原子更基本的 物质单元。
J.J 汤姆孙(英国) 1857～1940
1889年4月30日，J.J.汤姆 孙正式宣布发现电子;
电子的发现，结束了关于 阴极射线本质的争论;
从此，人类意识到，原子 并不是组成物质的最小单位， 探索原子结构的序幕由此拉开 ……
由于J.J.汤姆生的杰出贡 献，1906年他获得诺贝尔物理 学奖。
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
2.运动分析 （1）未加电场和磁场时；
D1
-
k AB
p1 P2
+
D2
阴极射线不受力，做匀速直线运动到P1 （2）加电场、未加磁场
阴极射线只受电场力，做类平抛运动；
高中物理第十八章原子结构1电子的发现课件新人教版选修3_5
二、电子的发现 1.汤姆孙的探究方法及结论 汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转判定,它的本质是
带负电的粒子流,并求出了这种粒子的比荷。 汤姆孙用不同材料的阴极和不同的气体做实验,所得的比荷都
是相同的,是氢离子比荷的近千倍。 汤姆孙直接测量了阴极射线粒子的电荷量,得到这种粒子的电
荷量大小与氢离子电荷基本相同。后来把组成阴极射线的粒子称为
3.阴极射线 (1)产生:在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极。当两极间 加一电压时,阴极便发出一射线,这种射线为阴极射线。 (2)特点:能使荧光物质发光。 4.对阴极射线的两种认识 对于阴极射线的本质,科学家做出大量的科学研究,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 辐射。 (2)粒子说:代表人物,汤姆孙。认为这种射线的本质是一种带电 微粒。
射线在磁场和电场中产生偏转,来确定射线微粒的带电性质。 3.阴极射线的特点 (1)在真空中沿直线传播;(2)碰到物体可使物体发出荧光。
预习交流 1 怎样用实验的方法判断阴极射线的电性? 答案:
为了研究阴极射线的带电性质,汤姆孙设计了如图所示的装置。 从阴极发出的阴极射线,经过与阳极相连的小孔,射到管壁上,产生荧 光斑点;用磁铁使射线偏转,进入集电圆筒;用静电计检测的结果表 明,收集到的是负电荷。
典题例解 【例 1】 关于阴极射线的本质,下列说法正确的是( ) 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流 D.阴极射线的本质是 X 射线
解析:阴极射线是原子受激发放射出的电子流,关于阴极射线是 电磁波,还是 X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设,是错误 的。
子不带电(显中性),是较好的绝缘体。但在射线、受热及强电场作用
优秀课件人教版高中物理选修3-5《18.1 电子的发现》
A．增大电场强度 E，减小磁感应强度 B B．减小加速电压 U，增大电场强度 E C．适当地增大加速电压 U D．适当地减小电场强度 E
【解析】 正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域中， 受到的电场力 F＝qE，方向向上，受到的洛伦兹力 f＝qvB，方向向下， 离子向上偏，说明了电场力大于洛伦兹力，要使离子沿直线运动，即 qE＝qvB，则只有使洛伦兹力增大或电场力减小，增大洛伦兹力的途 径是增大加速电压 U 或增大磁感应强度 B，减小电场力的途径是减小 场强 E.选项 C、D 正确． 【答案】 CD
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”
跟踪练习 1．(多选)如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若 在管的正下方放一通电直导线 AB 时，发现射线的轨迹往下偏，则 ( )
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。
实验
粒子和电磁波有什么区别？ 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 经检验为负电荷 进一步做实验：确定荷质比
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, m v evB
A．导线中的电流由 A 流向 B B．导线中的电流由 B 流向 A C．若要使电子束的轨迹往上偏，可以通过改变 AB 中的电流方向 来实现 D．电子束的轨迹与 AB 中的电流方向无关
2．下列说法中正确的是( ) A．阴极射线在电场中一定会受到电场力的作用 B．阴极射线在磁场中一定会偏转 C．阴极射线在磁场中一定会受到磁场对它的作用力阴极发出的射线进行研究，均为 同一种相同的粒子——即电子，电子是构成物质的基本单元，它的质 量远小于质子质量，故 A、D 选项正确． 【答案】 AD
高中物理第十八章原子结构1电子的发现课件2新人教版选修35
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(2)方法二： 粒子在磁场中运动，如图所示．粒子将受到洛伦兹力作用F ＝qvB，速度方向始终(shǐzhōng)与洛伦兹力方向垂直，利用左 手定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，如果粒子按 图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若 做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．
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3．特点：碰到荧光物质能使其发光． 4．主要应用：电子示波器中的示波管、电视显像管、电子 显微镜等都是利用(lìyòng)阴极射线在电磁场作用下偏转、聚焦 以及能使被照射的某些物质，如硫化锌发荧光的性质工作的．高 速的阴极射线打在某些金属靶极上能产生X射线，可用于研究物 质的晶体结构．阴极射线还可直接用于切割、熔化、焊接等．
点拨： (1)当课本图18．1－2中金属板D1、D2之间未加电 场时，射线不偏转，射在屏上P1点．按图示方向施加电场E之 后，射线发生偏转并射到屏上P2点．由此推断，阴极射线带有 什么性质的电荷？
根据射线偏转方向和D1、D2电性知阴极射线带负电． (2)为了抵消(dǐxiāo)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合适、方向垂直于 纸面的磁场．这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时每个 阴极射线微粒(质量为m，速度为v)受到的洛伦兹力和库仑力．两 个力之间应该有什么关系？
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练 随堂演练(yǎn liàn)
第三十四页，共47页。
1．关于阴极射线的性质，判断正确的是( ) A．阴极射线带负电 B．阴极射线带正电 C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大 D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小 解析： 通过(tōngguò)让阴极射线在电场、磁场中的偏转 的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多， 故选项A、C正确． 答案： AC
(2)方法二： 粒子在磁场中运动，如图所示．粒子将受到洛伦兹力作用F ＝qvB，速度方向始终(shǐzhōng)与洛伦兹力方向垂直，利用左 手定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，如果粒子按 图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若 做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．
第十三页，共47页。
3．特点：碰到荧光物质能使其发光． 4．主要应用：电子示波器中的示波管、电视显像管、电子 显微镜等都是利用(lìyòng)阴极射线在电磁场作用下偏转、聚焦 以及能使被照射的某些物质，如硫化锌发荧光的性质工作的．高 速的阴极射线打在某些金属靶极上能产生X射线，可用于研究物 质的晶体结构．阴极射线还可直接用于切割、熔化、焊接等．
点拨： (1)当课本图18．1－2中金属板D1、D2之间未加电 场时，射线不偏转，射在屏上P1点．按图示方向施加电场E之 后，射线发生偏转并射到屏上P2点．由此推断，阴极射线带有 什么性质的电荷？
根据射线偏转方向和D1、D2电性知阴极射线带负电． (2)为了抵消(dǐxiāo)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合适、方向垂直于 纸面的磁场．这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时每个 阴极射线微粒(质量为m，速度为v)受到的洛伦兹力和库仑力．两 个力之间应该有什么关系？
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练 随堂演练(yǎn liàn)
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1．关于阴极射线的性质，判断正确的是( ) A．阴极射线带负电 B．阴极射线带正电 C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大 D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小 解析： 通过(tōngguò)让阴极射线在电场、磁场中的偏转 的研究发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得多， 故选项A、C正确． 答案： AC
高中物理第十八章原子结构1电子的发现课件1新人教版选修35
提示:(1)阴极射线向下偏转,与电场线方向相反,说明阴极射线带负电。 (2)由左手定则可得,在金属板D1、D2之间单独加垂直纸面向外的磁场, 可以(kěyǐ)让阴极射线向上偏转。
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【归纳总结】
1.让带电粒子通过相互(xiānghù)垂直的电场和磁场(如图),让其做匀速直线
运动,根据二力平衡,即F洛=F电(Bqv=qE),得到粒子的运动速度v=
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【解题探究】 (1)射线的轨迹向下偏说明了什么? 提示:粒子受到了磁场对它向下的作用力。 (2)如何确定射线所在处磁场的方向? 提示:应根据左手定则(dìnɡ zé)判断。
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【正确解答】选B、C。阴极射线是高速电子流,由左手定则判断可知,磁场 垂直纸面向里,由安培定则可知,导线(dǎoxiàn)AB中的电流由B流向A,且 改变AB中的电流方向时可以使电子束的轨迹往上偏。故选项B、C正确。
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【归纳总结】 1.现象:真空玻璃管两极加上高电压,玻璃管壁上发出荧光及管中物体在玻璃壁上 的影。 2.命名(mìng míng):德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名(mìng míng)为 阴极射线。 3.猜想: (1)阴极射线是一种电磁辐射。 (2)阴极射线是带电微粒。
【判一判】 (1)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射。( ) (2)组成阴极射线的粒子(lìzǐ)是电子。 ( ) (3)电子是原子的组成部分,电子电荷量可以取任意数值。( ) 提示:(1)×。英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种带电粒子(lìzǐ) 流。 (2)√。组成阴极射线的粒子(lìzǐ)被称为电子。 (3)×。电子电荷量是量子化的,只能是e的整数倍。
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答案：见解析
1．阴极射线的发现 (1)辉光放电现象： ①放电管若有稀薄气体，在放电管两极加上高压可 看到辉光放电现象。但若管内气体非常稀薄即接近真空 时，辉光现象消失。 ②辉光放电的应用：利用其发光效应(如霓虹灯、日
光灯)以及正常辉光放电的稳压效应(如氖稳压管)。
(2)荧光的产生：
玻璃管内气体接近真空，在阴极孔外玻管壁上观察到荧光，
态而发射的电子流，通过高电压加速而获得能量，与玻
璃碰撞而产生荧光，故选项D正确。 答案：D
2．关于阴极射线的性质，判断正确的是 A．阴极射线带负电 B．阴极射线带正电 C．阴极射线的比荷比氢原子的比荷大
(
)
D．阴极射线的比荷比氢原子的比荷小
解析：通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究 发现阴极射线带负电，而且比荷比氢原子的比荷大得 多，故仅A、C正确。 答案：AC
5．利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点 和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？
解析：带电粒子垂直进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹 mv 0 2 q v0 力提供向心力，即：qv0B＝ r 得：m＝Br，若能够测出射 线进入磁场中的初速度并测出所加磁场的磁感应强度和在 磁场中运动的半径，就可以求出射线的比荷。
重力远小于电场力或洛伦兹力，因此一般不考虑其重力。
1．如图18－1－5所示是电子射线管示意图，接通电
源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会 看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏 转，在下列措施中可采用的是 ( )
图18－1－5
A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向 [思路点拨] 判断带负电的电子在磁场中的偏转时，
并且能使不透明物体产生阴影，后来就认定产生这种现象的原 因是阴极发出的某种射线撞击玻璃的结果，即阴极射线。 (3)阴极射线的来源： 在高真空的放电管中，阴极射线中的粒子主要来自阴极，
对于真空度不高的放电管，粒子还可能来自管中的气体。
2．阴极射线的产生机理 真空管中残存气体分子中的正负电荷在强电场的作用下被 “拉开”(即气体分子被电离)，正电子(即正离子)在电场加速下 撞击阴极，于是阴极释放更多电子形成了阴极射线。
3．阴极射线带电性质的判断
(1)利用电场：粒子在电场中运动如 图18－1－3所示。带电粒子在电场中运 动，受电场力作用运动方向发生改变(粒 子质量忽略不计)。带电粒子在不受其他 图18－1－3
力作用时，若沿电场线方向偏转，则粒
子带正电；若逆着电场线方向偏转， 则粒子带负电。
(2)利用磁场：粒子在磁场中运动，
新知预 习· 巧设计
第 十 八 章 第 1 节
名师课 堂· 一点通
创新演 练· 大冲关
要点一 要点二 要点三 随堂检测 归纳小结 课下作业 综合提升
1．知道阴极射线是由电子组成的，电
子是原子的组成部分。 2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子 的实验及理论推导的过程与方法。 3．了解电子的发现对揭示原子结构的
4．如图18－1－2所示，电子射线管放在蹄形 磁铁的N极与 S极之间，射线管的A和B两 极分别接在直流高压电源的________极和 ________极。此时，荧光屏上的电子束运 图18－1－2
动径迹将________偏转。(填“向上”“向下”或“不”)
解析：因为A极发射电子，所以A接负极，B接正极，再 由左手定则可知电子受洛伦兹力向下。电子束运动径迹 向下偏转。 答案：负 正 向下
(2)阴极射线：
荧光的实质是由于玻璃受到 阴极 发出的某种射线的撞击而 引起的，这种射线被命名为 阴极射线 。 (3)阴极射线的特点：①在真空中沿 直线 传播；②碰到物体 可使物体发出 荧光 。
(4)对阴极射线认识的两种观点：①电磁辐射；②
带电微粒
。
2．电子的发现 (1)汤姆孙的探究方法：
①让阴极射线分别通过电场或磁场，根据 偏转 现象，
自于阴极的热电子外，还有一部分来自于气体电离后生成 的正离子被电场加速后撞击阴极(正离子的轰击)而产生的。
[试身手· 夯基础]
1．发射阴极射线的阴极射线管中的高电压的作用是(
)
A．使管内气体电离
B．使管内产生阴极射线 C．使管内障碍物的电势升高 D．使电子加速 解析：在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状
证明它是带负电 的粒子流并求出了其比荷。 ②换用不同的阴极做实验，所得 比荷 的数值都相同， 是氢离子比荷的近 两千 倍。 ③汤姆孙研究的新现象：如光电效应、热离子发射效
应和β射线等。发现不论阴极射线、β射线、光电流还是热
离子流，它们都包含 电子 。
(2)结论：
Hale Waihona Puke [关键一点]对于真空度不高的放电管，阴极射线除来
如图18－1－4所示。粒子将受到洛伦兹
力作用F＝qvB，速度方向始终与洛伦兹 力方向垂直，利用左手定则即可判断粒 图18－1－4
子的电性。不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进 入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做逆
时针的圆周运动，则粒子带负电。
4．阴极射线的应用
如示波管、电视显像管、电子显微镜，高速的阴极射 线打在某些金属靶上能产生X射线，还能用于研究物质晶 体结构，直接用于切割、熔化、焊接等。 [名师点睛] 当阴极射线穿过电场或磁场区域时，其
3． 汤姆孙对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为 “电子之父”。关于电子的说法正确的是 A．任何物质中均有电子 B．不同的物质中具有不同的电子 C．电子质量是质子质量的 1 836 倍 D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元 ( )
解析：汤姆孙对不同材料发出的阴极射线进行研究，均为 同一种相同的粒子——电子，故 A 正确，B 错误；电子是 构成物质的基本单元，它的质量远小于质子的质量，为质 1 子质量的 ，故 C 错，D 对。 1 836 答案：AD
重大意义。
[读教材· 填要点]
1．阴极射线
(1)实验研究：
如图18－1－1所示，真空玻璃管中K是金属板制成的 阴极 ，接感应线圈的负极，A是金属环制成的 阳极 ，接感 应线圈的正极，接电源后，线圈会产生近万伏的高电压加在 两极间。可观察到玻璃壁上 淡淡的荧光 及管中物体在玻璃 影子 。 壁上的
图18－1－1