2018版高中物理选修3-5教师用书：第18章 1 电子的发现 含解析 精品

1 电子的发现

学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程．(重点) 2.知道电子是原子的组成部分．(重点) 3.知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系．(重点、难点) 阴 极 射 线

[先填空] 1．实验装置

真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈． 2．实验现象

感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出B(A.阴极射线 B．荧光)．

3．阴极射线

荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线．

[再判断]

1．阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的．(×) 2．阴极射线撞击玻璃管壁会发出荧光．(√) 3．阴极射线在真空中沿直线传播．(√) [后思考]

产生阴极射线的玻璃管为什么是真空的？

【提示】 在高度真空的放电管中，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，粒子还有可能来自管中的气体，为了使射线主要来自阴极，一定要把玻璃管抽成真空．

[合作探讨]

如图18-1-1所示，在阴极和阳极之间加上高电压，阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，射向阳极．

图18-1-1

探讨1：怎样判定阴极射线是不是电磁辐射？

【提示】 电磁辐射是电磁波的辐射，若使阴极射线通过电场或磁场，看传播方向是否受其影响则可判定是不是电磁辐射．

探讨2：根据带电粒子在电、磁场中的运动规律，哪些方法可以判断运动的带电粒子所带电荷的正负？

【提示】 带电粒子垂直进入匀强电场时，正负电荷的偏转方向不同，偏转方向与场强方向相同(相反)的粒子带正(负)电，不带电者不偏转．

带电粒子垂直进入匀强磁场时，做匀速圆周运动，所受的洛伦兹力提供向心力，根据左手定则可知其电性．

[核心点击]

1．对阴极射线本质的认识——两种观点

(1)电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射． (2)粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流． 2．阴极射线带电性质的判断方法

(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质．

(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质．

3．实验结果

根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电．

1．阴极射线管中加高电压的作用是( )

【导学号：54472182】

A．使管内的气体电离 B．使阴极发出阴极射线 C．使管内障碍物的电势升高

D．使管内产生强电场，电场力做功使电子加速

【解析】 在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，B错误；阴极发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃壁发生撞击而产生荧光，故A、C错，D正确．

【答案】 D

2.如图18-1-2是电子射线管示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，可采用加磁场或电场的方法．

图18-1-2

若加一磁场，磁场方向沿________方向，若加一电场，电场方向沿________方向．

【解析】 若加磁场，由左手定则可判定其方向应沿y轴正方向；若加电场，根据受力情况可知其方向应沿z轴正方向．

【答案】 y轴正 z轴正

注意阴极射线?电子?从电源的负极射出，用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反.

电 子 的 发 现

[先填空]

1．汤姆孙的探究方法及结论

(1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷．

(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍．

(3)结论：阴极射线粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量比氢离子小得多，后来组成阴极射线的粒子被称为电子．

2．汤姆孙的进一步研究

汤姆孙又进一步研究了许多新现象，证明了电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元．

3．电子的电荷量及电荷量子化

(1)电子电荷量：1910年前后由密立根通过著名的油滴实验得出，电子电荷的现代值为e＝1.602×10－19_C. (2)电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍． (3)电子的质量：me＝9.118 389 7×10－31 kg，质子质量与电子质量的比1_836. [再判断]

1．阴极射线实际上是高速运动的电子流．(√) 2．电子的电荷量是汤姆孙首先精确测定的．(×) 3．带电体的电荷量可以是任意值．(×) [后思考]

mp＝me