电子的发现.doc

原子结构 第一节 电子的发现第二节 原子的核式结构模型老河口一中物理组 杨风琴【学习目标】：1了解阴极射线及电子发现的过程；熟悉粒子散射实验，理解卢瑟福关于原子核式结构模型提出的依据。2以事实为依据建立学说，发展学说，学习科学家分析和解决问题的方法。体会人类对原子的认识经历了一个漫长的辩证发展的过程。【重点】：粒子散射实验、卢瑟福关于原子核式结构模型。【难点】：关于微观空间物理规律的探索方法。【预习案】：使用说明学法指导：1先通读教材，理清电子的发现过程及原子模型的认识历程，再完成教材助读设置的问题。依据发现的问题，再读教材或查阅资料，解决问题。2独立完成，限时15分钟。一 、知识准备1比荷的概念是什么？2带电粒子在磁场中运动时受力方向的判断及带电粒子在磁场中的受力大小的计算二 、教材助读一 电子的发现1阴极射线是怎样形成的？历史上对阴极射线本质的认识有哪两种观点？2英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种带电粒子流，判断阴极射线是否是带电粒子流的基本方法是什么？电子束M1M2/+荧屏电极板图18-2-13用图18-2-1所示装置测量阴极射线比荷的基本思路是怎样的？请根据教材“思考与讨论”部分，推导出阴极射线比荷的表达式？4阅读教材，电子的电荷量是谁通过什么实验精确测量出来的？他还发现电荷的什么重要特点？二、原子的核式结构模型1.汤姆孙发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子是一个球体， 均匀分布在整个球内，而 像枣糕里的枣镶嵌在原子里面。但稍后一些的 的 实验 则完全否定了汤姆孙的模型。2.粒子的散射实验的实验设计方案是怎样的？三 预习自测学习 自测题体现一定的基础性，又有一定的思维含量，只有“细心才对，思考才会”。建议1.汤姆孙对阴极射线的研究，采用的主要方法有（ ） A. 用阴极射线轰击金箔，观察其散射 B用油滴实验精确测定电子电荷量C让阴极射线通过电场和磁场，通过阴极射线的偏转判断其电性和计算其比荷D用高倍显微镜观测射线中粒子的大小2卢瑟福粒子散射实验的结果（ ） A证明了质子的存在 B证明了原子核是由质子和中子组成的 C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动3粒子散射实验中，不考虑电子和粒子的碰撞影响，是因为（ ） A粒子与电子根本无相互作用 B粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的 C粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计 D电子很小，粒子碰撞不到电子4在卢瑟福粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转，其原因是（ ） A与原子发生了碰撞 B原子中存在着带负电的电子 C正电荷在原子内是均匀分布的 D原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上我的疑惑 请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决【探究案】一 学始于疑-我思考、我收获1电子的发现经历了哪些过程？2粒子散射实验中为什么选择金箔作为轰击对象？学习 请同学们用3分钟时间认真思考这些问题，并结合预习中自己的建议 疑问开始下面的探究学习。二 质疑探究-质疑解疑、合作探究探究点一 电子的发现问题1：阴极射线到底是什么？用什么方法可以证明？【例】如图18-2-2KC1C2dOS+-+磁场L1OL2bPP图18-2-2所示，为汤姆生用来测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置。真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过C2中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域当极板P和P间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，O到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P和P之间的区域里再加上一个方向垂直纸面向外的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小。（2）推导出电子比荷的表达式。问题2：汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得的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。汤姆孙把新发现的这种粒子称为电子。电子的电荷量e= C,电子的质量m= kg针对训练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2 下列现象中，支持阴极射线是带电粒子观点的是（ ） A 阴极射线可以透过薄铝片B 阴极射线通过电场时，会发生偏转C 阴极射线通过磁场时，会发生偏转D 阴极射线透过镍单晶时，产生衍射现象归纳总结探究点二 原子的核式结构模型问题1：简单介绍卢瑟福粒子散射实验的实验装置和实验观察到的现象？问题2：汤姆孙的原子“枣糕模型”在解释粒子散射实验现象时遇到了怎样的困难？问题3：为了解释粒子的散射实验结果，卢瑟福提出的原子的核式结构学说的内容是什么？依据“原子的核式结构”理论，如何解释粒子的散射实验现象？针对训练3卢瑟福通过 实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型。平面示意图中的四条线表示粒子运动的可能轨迹，在图18-2-3中完成中间两条粒子运动的轨迹。18-2-34 关于粒子散射实验的结果，下列说法中正确的是（ ）A绝大多数粒子发生了较大的偏转B少数粒子射过金箔后仍沿原来的方向前进C少数粒子偏转角超过900D有的粒子被弹回，偏转角几乎达到18005 在粒子散射实验中，引起粒子散射的力是（ ） A.万有引力 B.电场力 C.磁场力 D.重力6.在粒子散射实验中，如果一个粒子跟金箔中的电子相撞，则（ ） A粒子的动能和动量几乎没有损失 B. 粒子将损失部分动能和动量 C. 粒子不会发生显著的偏转 D. 粒子将会发生较大角度的偏转归纳总结：原子结构三 我的知识网络图-归纳总结、串连整合发现人： 电子电荷量： 结质量为： 构核式模型：在原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部 和几乎 都集中在里，带负电的 在核外空间绕核转实验现象：粒子 不偏转；粒子少数发生较大偏转；粒子 发生大角度 偏转； 原子核四 当堂检测-有效练习、反馈矫正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 D阴极射线的本质X射线2.关于密立根“油滴实验”的科学意义，下列说法正确的是（ ） A测得了电子的电荷量 B提出了电荷分布的量子化观点 C为电子质量的最终获得作出了贡献 D为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据3.卢瑟福对粒子散射实验的解释是（ ）A使粒子产生偏转的主要力是原子中电子对粒子的作用力B使粒子产生偏转的力主要是库仑力C原子核很小，粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的粒子仍按原来的方向前进D产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子有错必改【我的收获】（反思静悟、体验成功）训练案一 基础训练题-把简单的事情做好就叫不简单！11897年，汤姆孙在研究阴极射线时，测出了阴极射线的 ，并确定了其带 电，组成阴极射线的粒子称为 。2阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是 ；若在图18-2-1中的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将 （“向上”、“向下”、“向里”或“向外”）偏转。3关于电子的发现，下列说法中正确的是（ ） A电子是由英国的物理学家汤姆孙发现的 B电子的比荷最早是由赫兹测定的 C认定阴极射线是电子流即可确定电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元 D精确测定电子的比荷是由密立根用著名的“油滴实验”完成的4如图18-2-2所示，根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是( )18-2-2A动能先增大，后减小B电势能先减小，后增大C电场力先做负功，后做正功，总功等于零D加速度先变小，后变大5(2007北京高考)如图1823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1823A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轴正方向二 综合训练题-挑战高手，我能行！6关于电子的下列说法中正确的是（ ） A发现电子是从研究阴极射线开始的 B电子是原子的组成部分 C发现电子的意义是：使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有复杂的结构 D电子带正电，它在电场中受到的电场力方向与电场线的切线方向相同7关于卢瑟福的粒子散射实验，下述表达中错误的是（ ） A绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，说明原子内部很空 B少数粒子的大角度散射说明原子的全部电荷和质量都集中在原子中心一个很小的核内 C实验中使用金箔是因为金原子核质量大 D实验中，为使能观察到穿过金箔后向各个不同角度散射的粒子，荧光屏、显微镜能围绕着金箔在一个圆周内转动8现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的)()A.BkC. D2k9从粒子散射实验结果出发推出的下述结论中正确的是（ ） A说明粒子的速度很大 B说明粒子的质量比金原子质量还大 C说明金原子的内部大部分是空的 D说明金原子也是个球体三 拓展训练题-战胜自我，成就自我！10如图1825所示，当极板P和P既不加电场也不加磁场时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点，若在两极板间加上向下的电场，场强为E，和垂直于纸面向里的匀强磁场时，当磁感应强度的大小为B时，电子束仍打在荧光屏的中心O点，现撤去电场，阴极射线向下偏转，偏转角为，试用L1、E、B和表示出阴极射线的比荷18-2-5