电子的发现和阴极射线的实验研究联系在一起的.doc

电子的发现和阴极射线的实验研究联系在一起的，而阴极射线的发现和研究又是以真空管放电现象开始的．早在1858年，德国物理学家普吕克在利用放电管研究气体放电时发现了阴极射线．普吕克利用真空泵，发现随着玻璃管内空气稀薄到一定程度时，管内放电逐渐消失，这时在阴极对面的玻璃管壁上出现了绿色荧光．当改变管外所加的磁场时，荧光的位置也会发生变化，可见，这种荧光是从阴极所发出的射线撞击玻璃管壁所产生的。

阴极射线究竟是什么呢?在19世纪后30年中，许多物理学家投入了研究．当时英国物理学家克鲁克斯等人已经根据阴极射线在磁场中偏转的事实，提出阴极射线是带负电的微粒，根据偏转算出阴极射线粒子的荷质比(e／m)，要比氢离子的荷质比大1000倍之多．当时，赫兹和他的学生勒纳德，在阴极射线管中加了一个垂直于阴极射线的电场，企图观察它在电场中的偏转，为此他们认为阴极射线不带电．实际上当时是由于真空度还不高，建立不起静电场．

J．J．汤姆生设计了新的阴极射线管(图1)，在电场作用下由阴极C发出的阴极射线，通过Α和B聚焦，从另一对电极D和E间的电场中穿过．右侧管壁上贴有供侧量偏转用的标尺．他重复了赫兹的电场偏转实验，开始也没有看见任何偏转．但他分析了不发生偏转的原因可能是电场建立不起来。于是，他利用当时最先进的真空技术获得高真空，终于使阴极射线在电场中发生了稳定的电偏转，从偏转方向也明确表明阴极射线是带负电的粒子．他还在管外加上了一个与电场和射线速度都垂直的磁场(此磁场由管外线圈产生)，当电场力eE与磁场的洛仑兹力evB相等时，可以使射线不发生偏转而打到管壁中央。经过推算可知，阴极射线粒子的荷质比e／m≈1011C／kg．通过进一步的实验，汤姆生发现用不同的物质材料或改变管内气体种类，测得射线粒子的荷质比e/m保持不变．可见这种粒子是各种材料中的普适成分。

1898年，汤姆生又和他的学生们继续做直接测量带电粒子电量的研究．其中之一就是用威尔逊云室，测得了电子电荷是1．1x10-19C，并证明了电子的质量约是氢离子的千分之一．于是，汤姆生最终解开了阴极射线之谜．这以后不少科学家较精确地测量了电子的电荷值,其中有代表性的是美国科学家密立根，在1906年第一次测得电子电荷量e=l．34X10-19C，1913年最后测得e=1.59x10-19C．在当时条件下，这是一个高精度的测量值．近代精确的电子电荷量e=1.60217733(49)x10-19C(括号中的值是测量误差)．
参考资料：网上
赞同
33
| 评论(1)

新课标要求
（一）知识与技能
1．了解阴极射线及电子发现的过程
2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导
（二）过程与方法
培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。
（三）情感、态度与价值观
理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。
★教学重点  阴极射线的研究
★教学难点  汤姆孙发现电子的理论推导
★教学方法  实验演示和启发式综合教学法
★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备
★课时安排  1 课时  
★教学过程
（一）引入新课
教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

1．某大功率用电器在开关切断瞬间，开关处有电火花，其正确解释是(　　)
A．因为空气是良导体，电火花是空气放电形成的
B．开关两端产生的高电压，使空气电离放电
C．为避免产生电火花，可把开关浸在绝缘油中
D．以上说法均不对
答案：BC
解析：开关处产生的电火花，是因为用电器切断电源瞬间由于自感而产生高电压所致， 高电压形成的强电场使空气电离导电，出现电火花；避免电火花产生的方法是使聚集在开关两端的正、负电荷慢慢放电，C项的叙述是较好的解决方法．
2．1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子并被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确的是(　　)
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构，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1 836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质单元
答案：AD......

电子的发现》  同步测试
一、    选择题
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．阴极射线的本质是X射线
2．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（  ）
 A．阴极射线带负电                      B．阴极射线 带正电
 C．阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比大 D．阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比小
3．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做出了突出贡献
 D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据
4．在阴极射线管左为负）正上方平行 房一根通有强[来源.网]
电流的长直导线，则阴极射线将（  ）
A．向纸内偏转      B．向纸外偏转      C．向下偏转      D．向上偏转
5．一只阴极射线管，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，发现射线径迹向下偏，则：（     ）
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．若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关

二、    填空题
6．1897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      
7．不论是强电场的电离、正离子的轰击、紫外线的照射、金属受灼热还是放射性物质的自发辐射，都能发射出同样的带电粒子是                                  
三、计算题
8．氢原子的核外电子质量为m,电量为e,在离核最近的轨道上运动,轨道半径为r1,求：
(1)电子运 动的动能.
(2)电子绕核转动的频率.
(3)电子绕核转动相当于环形电流的电流大小.

9． 一 个半径为1.64 ⅹ10-4cm的带负电的油滴，在电场强度等于1.92ⅹ105V/m的竖直向下的 匀强电场中，如果油滴受到 的库伦力恰好与重力平衡，则这个油滴带有几个电子的电荷量？已知油滴的密度为0.851ⅹ103kg/m3

电子的发现》 同步测试
选择题
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．阴极射线的本质是X射线
2．关于阴极射线的性质，下列说法正确的是（ ）
A．阴极射 线带负电 B．阴极射线带正电
C．阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比大 D．阴极射线的荷质比比氢原子的荷质比小
3．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 子质量的最终获得做出了突出贡献
D．为人类进一步研究原子的结构提供了一定的理论依据
4．在阴极射线管（左为负）正 上方平行房一根通有强
电流的长直导线， 则阴极射线将（ ）
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转 C．向下偏转 D．向上偏转
5．一只阴极射线管，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，发现射线径迹向下偏，则：（ ）
A．导线中的电流由A流