2020-2021学年选修3-5第十八章 原子结构1 电子的发现导学案

这是一份2020-2021学年选修3-5第十八章 原子结构1 电子的发现导学案，共4页。学案主要包含了三维目标，自主学习等内容，欢迎下载使用。
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
3.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。
4.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。
二、自主学习
1．阴极射线
思考1：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？
科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。
史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。
对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。
（1）电磁波说：代表人物， 。认为这种射线的本质是 。
（2）粒子说：代表人物， 。认为这种射线的本质是一种 。
思考2：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。
2．汤姆孙的研究
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。
实验装置如图所示，
C
C1
C2

Y
A
S



磁场
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。
（1）当在平行极板上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 电荷。
（2）为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。
（3）根据带电的阴极射线在电场中的运动情况如何求出阴极射线的比荷。
x
L
萤幕
D
S
S
O
电场E
A
y


e
m
y1
y2

v0
v
思考3：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷？
3.电子
1.电子的电荷量 e＝1.60217733×10－19C
2.第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。
3.密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。
4.电子的质量 m＝9.1093897×10－31kg
阅读书本材料：P49科学足迹
三．典型例题
A
B
例题1、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
A
B
U0
v0
+
+
+
+
－
－
－
－
例题2、有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：
（1）金属板AB的长度
（2）电子穿出电场时的动能
四．过关训练
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
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
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1.64ⅹ10-4cm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
10．有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，
求：（1）金属板AB的长度（2）电子穿出电场时的动能

参考答案
1．B 2．A 3．A B 4．B 5．B 6．电荷量 负电 电子 7．电子
8．答案:(1) ，(2) ，(3)
9．分析;油滴重力
油滴受到的电场力 F=neE
库仑力恰好与重力平衡G=F
10．(1) (2)