高中物理第三章原子结构之谜3.1敲开原子的大门省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

第一节,敲开原子大门,1/27,目标导航,预习导引,2/27,目标导航,预习导引,二,一,一、阴极射线,1,.,阴极射线,科学家用真空度很高真空管做放电试验时,发觉真空管,阴极,发射出一个射线,叫做阴极射线,.,2,.,阴极射线产生,阴极射线是一个带,负,电粒子流,.,英国物理学家,汤姆生,使阴极射线在磁场和电场中产生偏转,来确定射线微粒带电性质,.,3,.,阴极射线特点,(1),在真空中沿,直线,传输,;,(2),碰到物体可使物体发出,荧光,.,3/27,目标导航,预习导引,二,一,预习交流,1,怎样用试验方法判断阴极射线电性,?,答案,：,为了研究阴极射线带电性质,汤姆生设计了如图所表示装置,.,从阴极发出阴极射线,经过与阳极相连小孔,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,;,用静电计检测结果表明,搜集到是负电荷,.,4/27,目标导航,二,一,预习导引,二、电子发觉,1,.,汤姆生探究方法及结论,汤姆生依据阴极射线在,电场,和,磁场,中偏转判定,它本质是带负电粒子流,并求出了这种粒子,荷质比,.,汤姆生用不一样材料阴极和不一样气体做试验,所得荷质比都是,相同,是氢离子荷质比近千倍,.,汤姆生直接测量了阴极射线粒子电荷量,得到这种粒子电荷量大小与,氢离子电荷,基本相同,.,以后把组成阴极射线粒子称为,电子,.,5/27,目标导航,二,一,预习导引,6/27,目标导航,二,一,预习导引,预习交流,2,电子发觉意义是什么,?,答案：,(1),电子发觉,不但是找到了一个比原子更小微粒,更主要是说明了原子也是有结构,是能够再分,电子是原子组成部分,.,(2),因为原子中含有带负电电子,而由物质呈电中性,推想出原子中还有带正电部分,这就深入地提出了探索原子结构和建立原子模型问题,由此揭开了原子物理研究序幕,对,20,世纪原子物理学科建立和发展起到极为关键作用,.,7/27,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,一、阴极射线,1,.,气体导电特点,通常情况下,气体是不导电,但在强电场中,气体能够被电离而导电,.,平时我们在空气中看到放电火花,就是气体电离导电结果,.,在研究气体放电时普通都用玻璃管中稀薄气体,.,阴极射线管中气体足够稀薄时,阴极发出某种射线射在管壁上而发出荧光,.,2,.,辉光放电现象,在置有板状电极玻璃管内充入低压气体或蒸气,当两极间电压较高,(,约,1 000 V),时,稀薄气体中残余正离子在电场中加速,有足够动能轰击阴极,产生二次电子,经簇射过程产生更多带电粒子,使气体导电,.,辉光放电特征是电流较小,(,约几毫安,),温度不高,故放电管内有特殊亮区和暗区,展现瑰丽发光现象,.,思索探究,8/27,迁移应用,典题例解,一,二,3,.,阴极射线,(1),产生,:,在研究气体导电玻璃管内有阴、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,.,对阴极射线两种认识,对于阴极射线本质,科学家做出大量科学研究,主要形成了两种观点,.,(1),电磁波说,:,代表人物,赫兹,.,认为这种射线本质是一个电磁辐射,.,(2),粒子说,:,代表人物,汤姆生,.,认为这种射线本质是一个带电微粒,.,知识精要,思索探究,9/27,知识精要,迁移应用,一,二,思索探究,典题例解,在演示试验仪器中,制成阳极金属环能否换成金属片,?,答案：,不能,.,阴极射线是由阴极发出某种射线,这种射线经过阳极后撞击到玻璃壁上,而产生淡淡荧光,.,若将阳极换成金属片,阴极射线就无法经过阳极抵达玻璃管上了,此时也就观察不到在玻璃管上荧光了,.,10/27,知识精要,迁移应用,一,二,典题例解,思索探究,【例,1,】,关于阴极射线本质,以下说法正确是,(,),A.,阴极射线本质是氢原子,B.,阴极射线本质是电磁波,C.,阴极射线本质是电子流,D.,阴极射线本质是,X,射线,解析：,阴极射线是原子受激发放射出电子流,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一些假设,是错误,.,答案：,C,11/27,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,思索探究,(,多项选择,),关于空气导电性能,以下说法正确是,(,),A.,空气导电,因为空气分子中有带正电,有带负电,在强电场作用下向相反方向运动结果,B.,空气能够导电,是因为空气分子在射线或强电场作用下电离结果,C.,空气密度越大,导电性能越好,D.,空气越稀薄,越轻易发出辉光,答案：,BD,解析：,空气是由各种气体组成混合气体,在正常情况下,气体分子不带电,(,显中性,),是很好绝缘体,.,但在射线、受热及强电场作用下,空气分子被电离,才含有导电性能,且空气密度较大时,电离自由电荷很轻易与其它空气分子碰撞,正、负电荷重新复合,难以形成稳定放电电流,因而电离后自由电荷在稀薄气体环境中导电性能更加好,B,、,D,正确,.,12/27,迁移应用,典题例解,知识精要,思索探究,二,一,二、电子发觉,1,.,汤姆生试验装置,试验装置如图所表示,从高压电场阴极发出阴极射线,穿过,C,1,C,2,后沿直线打在荧光屏上,.,2,.,试验原理,判断阴极射线电性方法,:,粒子在电场中运动,如图甲所表示,.,带电粒子在电场中运动,受电场力作用运动方向会发生改变,(,粒子质量忽略不计,),.,带电粒子在不受其它力作用时,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,.,13/27,迁移应用,典题例解,知识精要,思索探究,二,一,粒子在磁场中运动,如图乙所表示,粒子将受到洛伦兹力,F=qvB,作用,速度方向一直与洛伦兹力方向垂直,利用左手定则即可判断粒子电性,.,不考虑其它力作用,假如粒子按图示方向进入磁场,且做顺时针圆周运动,则粒子带正电,;,若做逆时针圆周运动,则粒子带负电,.,14/27,迁移应用,典题例解,知识精要,思索探究,二,一,15/27,知识精要,迁移应用,思索探究,典题例解,二,一,怎样测定射线粒子荷质比,?,16/27,知识精要,迁移应用,思索探究,典题例解,二,一,17/27,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,【例,2,】,如图,汤姆生用来测定电子荷质比装置,.,当极板,P,和,P,间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏中心,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,点到,O,点竖直距离为,d,水平距离可忽略不计,;此时在,P,与,P,之间区域里再加上一个方向垂直于纸面向里匀强磁场,调整磁感应强度,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,l,1,极板间距为,b,极板右端到荧光屏距离为,l,2,.,18/27,知识精要,迁移应用,典题例解,思索探究,二,一,(1),求加上磁场和电场后打在荧光屏,O,点电子速度大小,;,(2),推导出电子荷质比表示式,.,19/27,迁移应用,典题例解,知识精要,思索探究,二,一,20/27,迁移应用,典题例解,知识精要,思索探究,二,一,(,多项选择,),英国物理学家汤姆生经过对阴极射线试验研究发觉,(,),A.,阴极射线在电场中偏向正极板一侧,B.,阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同,C.,不一样材料所产生阴极射线荷质比不一样,D.,汤姆生并未得出阴极射线粒子电荷量,答案,:,AD,解析,:,阴极射线实质上就是高速电子流,所以在电场中偏向正极板一侧,A,正确,.,因为电子带负电,所以其受力情况与正电荷不一样,B,错误,.,不一样材料所产生阴极射线都是电子流,所以它们荷质比是相同,C,错误,.,在汤姆生试验证实阴极射线就是带负电电子流时并未得出电子电荷量,最早测量电子电荷量是美国科学家密立根,D,正确,.,21/27,知识链接,案例探究,类题试解,1,.,密立根试验原理,(1),如图所表示,两块平行放置水平金属板,A,、B,与电源相连接,使,A,板带正电,B,板带负电,.,从喷雾器嘴喷出小油滴经上面金属板中间小孔,落到两板之间匀强电场,E,中,.,22/27,知识链接,案例探究,类题试解,2,.,密立根试验更主要发觉,电荷量是量子化,即任何电荷电荷量只能是元电荷,e,整数倍,并求得了元电荷即电子所带电荷量,e.,23/27,案例探究,知识链接,类题试解,如图,在,A,板上方用喷雾器将细油滴喷出,若干油滴从板上一个小孔中落下,喷出油滴因摩擦而带负电,.,已知,A,、,B,板间电压为,U,、间距为,d,时,油滴恰好静止,.,撤去电场后油滴渐渐下落,最终测出油滴以速度,v,匀速运动,已知空气阻力正比于速度,f=kv,则油滴所带电荷量,q=,.,某次试验得,q,测量值见下表,(,单位,:10,-,19,C):,分析这些数据可知,:,.,24/27,案例探究,知识链接,类题试解,解析,:,mg-Eq=,0,mg-kv=,0,解得,.,油滴带电荷量是,1,.,610,-,19,C,整数倍,故电荷最小电荷量为,1,.,610,-,19,C,.,答案,:,油滴带电荷量是,1,.,610,-,19,C,整数倍,故电荷最小电荷量为,1,.,610,-,19,C,25/27,类题试解,案例探究,知识链接,26/27,类题试解,案例探究,知识链接,27/27,