高中物理 第三章 原子结构之谜 第一节 敲开原子的大门学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第一节敲开原子的大门1.知道阴极射线是由电子组成的，电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．2.体会电子的发现过程中蕴涵的科学方法．3.知道电荷是量子化的，即任何电荷只能是e的整数倍．4.领会电子的发现对揭示原子结构的重大意义．一、探索阴极射线1．1858年，德国科学家普吕克尔在一个被抽成真空的玻璃管两端加上高电压，阴极会发出一种射线，使正对阴极的玻璃管壁上出现绿色荧光，这种射线被称为阴极射线．2．汤姆生设计了阴极射线管来测定阴极射线的电荷，阴极射线在磁场或电场中的偏转实验，表明阴极射线是由带负电的微粒组成的粒子流．汤姆生计算出的荷质比大约比当时已知的质量最小的氢离子的荷质比大2000倍．1．(1)阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的．()(2)实验中看到的荧光就是电子流．()(3)阴极射线是一种电磁辐射．()提示：(1)×(2)×(3)×二、电子的发现1．汤姆生发现对于不同的放电气体，或者用不同的金属作电极，测得的荷质比相同．随后又发现在气体电离和光电效应等现象中，可从不同物体中逸出这种带电粒子，这表明它是构成各种物体的共同成分．随后，汤姆生直接测量出粒子的电荷，该粒子的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，质量比任何一种分子和原子的质量都小得多，至此，汤姆生完全确认了电子的存在．2．美国科学家密立根精确地测定了电子的电量：e＝1.6022×10－19C，根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：m＝9.1094×10－31kg．3．电子发现的意义：电子的发现打破了传统的“原子不可分”的观念，使人类对自然界的认识又向前迈进了一步．2．(1)英国物理学家汤姆生认为阴极射线是一种电磁辐射．()(2)组成阴极射线的粒子是电子．()(3)电子是原子的组成部分，电子电荷量可以取任意数值．()提示：(1)×(2)√(3)×对“阴极射线”的研究1．阴极射线的含义顾名思义，阴极射线是阴极放射出来的射线．经验证它实际上就是电子流．当金属阴极受热温度变得很高时，电子热运动加剧，电子热运动能量足够大时可以在金属表面逸出形成电子流．2．阴极射线带电性质的判断方法(1)粒子在电场中运动如图甲所示．带电粒子在电场中运动，受电场力作用运动方向发生改变(粒子质量忽略不计)．带电粒子在不受其他力作用时，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．(2)粒子在磁场中运动，如图乙所示．粒子将受到洛伦兹力作用F＝qvB，速度方向始终与洛伦兹力方向垂直，利用左手定则即可判断粒子的电性．不考虑其他力的作用，如果粒子按图示方向进入磁场，且做顺时针的圆周运动，则粒子带正电；若做逆时针的圆周运动，则粒子带负电．(1)阴极射线不能误认为是X射线．(2)当阴极射线穿过电场或磁场区域时，其重力远小于电场力或洛伦兹力，因此一般不考虑其重力．(多选)汤姆生对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是()A．电子是原子核的组成部分B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C．电子电荷量的数值约为1.602×10－19CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷[解析]电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比．[答案]BC关于阴极射线的本质，下列说法正确的是()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D．阴极射线本质是X射线解析：选C.阴极射线是原子受激发射出的电子，关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设，是错误的.带电粒子比荷的测定1．让粒子通过正交的电磁场(如图甲)，让其做直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)得到粒子的运动速度v＝.2．在其他条件不变的情况下，撤去电场(如图乙)，保留磁场让粒子单纯地在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力即Bqv＝，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.3．由以上两式确定粒子的比荷表达式：＝，最后经定量计算，汤姆生认定组成阴极射线的粒子为电子．如图所示为汤姆生用来测定电子比荷的装置．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...