高中物理 第2章 第1、2节 电子的发现与汤姆孙模型 原子的核式结构模型学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高中选修3-5物理学案VIP免费

电子的发现与汤姆孙模型原子的核式结构模型1.英国科学家汤姆孙发现了电子，并测出其比荷。2．α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被原路弹回。3．卢瑟福原子模型(核式结构模型)：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。1．物质结构的早期探究和电子的发现(1)1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论。(2)19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单位。(3)1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。(4)阴极射线的发现：研究稀薄气体放电时，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，这种射线称为阴极射线。(5)汤姆孙的研究：1897年，英国科学家汤姆孙设计了一个巧妙实验，实验中通过静电偏转力和磁场偏转力相抵消等方法，确定了阴极射线粒子的速度，测量出了射线粒子的比荷，证明阴极射线的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，计算出阴极射线的质量是氢离子质量的。汤姆孙将这种带电粒子称为电子。(6)汤姆孙原子模型：原子带正电的部分充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正像葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的葡萄干面包模型。2．α粒子散射实验装置现象绝大多数α粒子不改变方向少数α粒子发生较大的偏转极少数α粒子偏转角超过90°，有的甚至被原路弹回原因靠近原子核的α粒子受库仑力作用使其发生了大角度偏转结论原子中存在体积很小的带正电的部分1．自主思考——判一判(1)19世纪初期形成的原子论观点认为原子是构成物质的最小颗粒是不可分的。(√)(2)电子的发现，说明原子具有一定的结构。(√)(3)α粒子散射实验主要实验器材有：放射源、金箔、荧光屏、显微镜。(√)(4)金箔的厚薄对实验无影响。(×)(5)α粒子大角度的偏转是电子造成的。(×)(6)原子内部正电荷是均匀分布的。(×)(7)原子的几乎全部质量都集中在原子核内。(√)2．合作探究——议一议(1)为什么汤姆孙要通过电场和磁场研究阴极射线？提示：当时对阴极射线本质的认识存在两种认识：一是认为是带电粒子，二是认为是以太波。而汤姆孙认为阴极射线是带电粒子，而带电粒子可受电场力和磁场力。(2)卢瑟福的原子模型是如何解释α粒子散射实验结果的？提示：α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向也改变很小。只有当α粒子十分接近核时，才受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转。由于核很小，α粒子十分接近的机会很小，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转。阴极射线的研究1．阴极射线(1)气体的电离和导电：通常情况下，气体是不导电的，但在强电场中，气体能够被电离而导电。(2)辉光放电现象：在研究气体放电时一般都用稀薄气体，稀薄气体导电时玻璃管中可以看到辉光放电现象，这是由于玻璃受到阴极射线的撞击而引发荧光。2．电子的发现(1)汤姆孙在研究阴极射线时的实验装置如图所示：(2)实验过程和方法：①从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A′上。②当在平行极板上只加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。③为使阴极射线不发生偏转，需要在平行极板区域加一磁场，且磁场方向垂直纸面向外。当满足条件qvB＝qE时，阴极射线不发生偏转，则v＝。④使电场强度为0，带电粒子在磁场区内做圆周运动时洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m。将v＝代入可得：＝。测量结果大约是1011C/kg。(3)实验结论：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两千倍。汤姆孙把新发现的这种粒子称之为电子。[例1]在汤姆孙测阴极射线比荷的实验中，采用了如图所示的阴极射线管，从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后，水平射入长度为L的D、G平行板间，接...