第一节电子的发现物理选修3-5第十八章原子的结构•●课标要求•本章内容以人们认识微观世界的过程为线索，介绍了历史上著名的实验及根据实验得出的关于电子的发现、原子结构、原子光谱和激光的产生的基础知识．•本章学习过程中要掌握九个概念、三个模型、一个实验、三个公式、一个光谱．•九个概念：阴极射线、发射光谱、吸收光谱、能级、基态、激发态、自发发射、受激吸收、受激发射．•三个模型：汤姆孙原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型．•一个实验：α粒子散射实验．•三个公式：能级公式、轨道公式、能级跃迁公式•一个光谱：氢原子光谱．•本章内容可分为二个单元：第一单元(第1～2节)主要介绍了电子及原子结构的发现、发展过程．第二单元(第3～4节)主要讲了氢原子光谱的实验规律及玻尔理论．•本章的重点是汤姆孙发现电子的科学思想与实验方法、人类在实验的基础上认识原子结构、光谱的线系及原子的能级跃迁．本章的难点是人类研究微观世界的方法、初步建立量子化的概念、原子的能级跃迁．1897年J.J.汤姆孙根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电，并测出其荷质比，这在一定意义上是历史上第一次发现电子，12年后R.A.密立根用油滴实验测出了电子的电荷。电子的发现1856-1940英国剑桥大学实验物理学家19世纪末，在对气体放电现象的研究中，科学家发现了电子。8原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。早在1858年，德国物理学家普吕克尔利用低压气体放电管研究气体放电时发现一种奇特的现象。1876年德国物理学家戈德斯坦研究后命名为阴极射线阴极射线阴极射线的本质一种认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射一种认为阴极射线是带电微粒思考：根据带电粒子在电磁场中的运动规律，你知道哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负号？英国物理学家J.J.汤姆孙自1890年起开始研究，对阴极射线进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。实验验证在真空度高的放电管中，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来说，粒子还可能来自管中的气体。汤姆孙的气体放电管的示意图带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷q/m，是一个重要的物理量。根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。建议你依照下面的提示自己算一算。•1.当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？汤姆孙的气体放电管的示意图•2.如果要抵消阴极射线的偏转，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、方向合适的磁场。这个磁场的方向是？写出此时每个阴极射线微粒（质量为m，速度为v）受到的洛仑兹力和电场力。你能求出阴极射线的速度v的表达式吗？汤姆孙的气体放电管的示意图•3.由于金属板D、F间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量E=?。磁感应强度B同样按已知量处理。汤姆孙的气体放电管的示意图4.如果去掉D1、D2间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧(r可以通过P3的位置算出)。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力就是______力。汤姆孙的气体放电管的示意图实验结论1897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。rdBUrBEmq22当汤姆孙在测定比荷实验时发现，用不同材料的阴极做实验，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。荷质比约为质子（氢离子）比荷的2000倍。是电荷比质子大？还是质量比质子小？汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。后来汤姆孙测得了这种粒子的电荷量与氢离子电荷量大致相同，由此可以看出他当初的猜测是正确的。后来阴极射线的粒子被称为电子实验结论分析进一步拓展研究对象：用不同的材料做成的阴极做实验，做光电效应实验、热离子发射效应实验、β射线（研究对象...
