高中物理 第十八章 原子结构 1 电子的发现 2 原子的核式结构模型同步备课学案 新人教版选修
12页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散1 电子的发现 2 原子的核式结构模型目标定位1.知道阴极射线是由电子组成的以及电荷量是量子化的.2.了解粒子散射实验的原理和现象以及卢瑟福原子核式结构模型的主要内容.3.知道原子和原子核的大小数量级,原子核的电荷数一、阴极射线1实验图1如图1所示,真空玻璃管中K是金属板制成的阴极,接感应圈的负极,A是金属环制成的阳极,接感应圈的正极,会在K、A间产生近万伏的高电压,可观察到玻璃壁上淡淡的荧光及管中物体在玻璃壁上的影2阴极射线荧光的实质是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的,这种射线被命名为阴极射线【深度思考】阴极射线中的粒子全部来源于阴极吗?答案在通常情况下,气体是不导电的,在强电场条件下,气体能够被电离而导电在高真空的放电管中,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,粒子还可能来自管中的气体【例1】(多选)下面对阴极射线的认识正确的是()A阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光粉而产生的B只要阴阳两极间加有电
2、压,就会有阴极射线产生C阴极射线是真空玻璃管内由阴极发生的射线D阴阳两极间加有高压时,电场很强,阴极中的电子受到很强的电场力作用而脱离阴极解析阴极射线是由阴极直接发出的,故A错误;只有当两极间有高压且阴极接电源负极时,阴极中的电子才会受到足够大的电场力作用而脱离阴极成为阴极射线,故B错误,D正确;阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线,C正确答案CD阴极射线的实质是带负电的电子流,电子在电场(或磁场)中运动时所受的电场力(或洛伦兹力)远大于其自身的重力,故研究阴极射线在电、磁场中的运动时,除题目特别说明外,一般不考虑重力的影响二、电子的发现1汤姆孙根据阴极射线分别通过电场或磁场发生偏转,根据偏转情况,证明了它的本质是带负电的粒子流,并求出其比荷2换用不同材料的阴极做实验,所得比荷的数值都相同,证明这种粒子是构成各种物质的共有成分3密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷量电子电荷量一般取e1.61019_C,电子质量me9.11031_kg.【例2】(多选)汤姆孙对阴极射线的探究,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
3、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1.6021019 CD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【例3】电子的电荷量最早由美国科学家密立根通过油滴实验测出,如图2所示,两块水平放置的平行金属板上、下极板与电源正负极相接,上、下极板分别带正、负电荷,油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而起电,油滴进入上极板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动,两金属板间距为d,不计空气阻力和浮力图2(1)调节两板的电势差u,当uU0时,使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速直线运动,求油滴所带的电荷量q为多少?(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差uU时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动时,经过时间t运动到下极板,求此油滴的电荷量Q.解析(1)油滴匀速下落过程受到的电场力和重力平衡,由平衡条件得:qm1g,得qm1g.(2)油滴加速下落,其所带电荷量为Q,因油滴带负电,则油滴所受的电场力方向向上,设此时的加速
4、度的大小为a,由牛顿第二定律和运动学公式得:m2gQm2a,dat2,解得Q.答案(1)(2)解决带电粒子在电场中运动的三个步骤(1)确定研究对象,并根据题意判断是否可以忽略带电粒子的重力在本题中,油滴是个实物粒子,受重力较大,且题目中强调其在电场中能做匀速直线运动,不能忽略其重力;(2)对研究对象进行受力分析,必要时要画出力的示意图;(3)选用恰当的物理规律列方程求解三、粒子散射实验1粒子从放射性物质(如铀和镭)中发射出来的快速运动的粒子,带有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍2实验装置和实验现象(1)装置:放射源、金箔、荧光屏等,如图3所示 图3(2)现象:绝大多数的粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进少数粒子发生较大的偏转极少数粒子偏转角度超过90,有的几乎达到180.【深度思考】粒子散射实验现象能否定汤姆孙原子模型的依据是什么?答案(1)粒子在穿过原子之间时,所受周围的正、负电荷作用的库仑力是平衡的,粒子不会发生偏转(2)粒子正对着电子射来,质量远小于粒子的电子不可能使粒子发生明显偏转,更不可能使它反弹【例4】(多选)如图4为卢瑟福所做的粒子散射实验装
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