1电子的发现课堂互动三点剖析一、关于阴极射线的讨论对阴极射线的看法，历史上科学家形成了两种观点：一种观点认为阴极射线是带电的粒子流；另一种观点认为阴极射线是类似紫外辐射的波长很短的电磁波.对阴极射线的研究，引发了19世纪的物理学的三大发现：1895年伦琴发现了X射线；1896年克勒尔发现了放射性；1897年汤姆孙发现了电子.二、汤姆孙发现电子1.电子的发现过程：(1)从阴极发射出的射线通过一对平行金属板D1、D2，未加电场时，射线不偏转.当施加电场时，射线向正极板一侧偏转，说明射线带负电.(2)再加一个与电场垂直的磁场，使带电粒子所受到的电场力和洛伦兹力平衡，不发生偏转，则有qE=qvB，所以v=BE.(3)去掉电场，只保留磁场，磁场方向与射线方向垂直，带电粒子在磁场中做半径为r的圆周运动，则有r=qBmv，两式联立可得ErBmq2.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转断定，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.后来，组成阴极射线的粒子被称为电子.2.电子发现的物理意义：电子是人类发现的第一个比原子小的粒子.电子的发现，打破了原子不可再分的传统观念，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也有内部结构.从此，原子物理学迅速发展，人们对物质结构的认识进入了一个新时代.各个击破【例1】对阴极射线说法正确的是()A.是由很小的不带电的粒子构成的B.是由原子构成的C.是由电子构成的D.以上说法都不对解析：对阴极射线的研究结果显示，阴极射线是由电子构成的.这是英国物理学家汤姆孙在1897年得出的结论.答案：C温馨提示：正确了解物理学的发展史，了解科学家探索物理规律的过程是解题的关键.【例2】图18-1-1所示为汤姆孙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，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，O′到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，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L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.图18-1-1(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；1(2)推导出电子比荷的表达式.解析：(1)设电子的速度为v，则有evB=eE所以v=BbUBE.(2)当极板间仅有偏转电场时，电子在竖直方向做匀加速运动，加速度为a=mbeU电子水平方向做匀速直线运动，运动时间为t1=vL1这样电子在电场中竖直方向上的偏转距离为y1=bmvUeL2212电子离开电场时竖直方向上的分速度为v1=at1=vLmbeU1电子离开电场后做匀速直线运动，到荧光屏的时间为t2=vL2t2时间内竖直方向上运动的距离为y2=v1t2=bmvLeUL221这样，电子在竖直方向上偏转的总距离为y=y1+y2=)2(1212LLLbmveU可解得，)2(1212LLbLBUdme答案：(1)v=BbU(2))2(1212LLbLBUdme2
