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1、第1节电子的发现第2节原子的核式结构模型慢I 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.*预习导学曰新知探究一耀一相识实基础*;j基础梳理.一、阴极射线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，玻璃管壁上发出荧光. 3 .阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极辿的某种射线的撞击而引起的，这种射线命 名为阴极射线.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，根据偏转情况，证明了它的本质是带负 曳的粒子流，
2、并求出其比荷.2 .密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷.电子电荷量一般取e =19311.6 X10 C ,电子质量 m = 9.1 X10 kg.三、a粒子散射实验1 .汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电 直弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中.2. a粒子散射实验(1) a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，带有两个单位的歪电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍.(2)实验现象绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，但有少数a粒子发生了大角度 偏转，极少数a粒子偏转角度甚至大于 90。.
3、(3) 瑟福的核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原 子核.它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动.四、原子核的电荷与尺度T电荷数与核外电子一数相等便子半程数量级是原子核半经数盘级是】Lm7石质子和中子组成.核电密数后迨数:自我检测fl判一判 (1)英国物理学家汤姆孙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.()(4) “粒子散射实验证明了汤姆孙的原子模型是符合事实的.()(5) a粒子散射实验中大多数a粒子发生了大角度偏转或反弹.()(6) a粒子大角度的偏转是电子
4、造成的.()提示：(1) X (2) V (3) X (4) X (5) X (6) X包做一做关于原子结构，汤姆孙提出“葡萄干蛋糕模型”、卢瑟福提出“行星模型”，如图甲和乙所示，都采用了类比推理的方法.下列事实中，主要采用类比推理的是行星模型A.人们为便于研究物体的运动而建立质点模型B.伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律C.库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律D.托马斯杨通过双缝干涉实验证实光是一种波提示：选C.模型可以帮助我们理解一些无法直接观察的事物，类比有助于我们更好地 认识事物的本质.质点模型是一种理想化的物理模型，是为研究物体的运动而建立的； 伽利略的摆的等时性是通过自然
5、现象发现的；托马斯杨是通过实验证明光是一种波，是建立在事实的基础上的.故正确选项为 C.多维课堂 师生互动T突破疑难,讲炼提升卜知识点1 电子的发现1.1真空玻璃管两极加上高电压 1-1玻璃管壁上发出荧光2 .德国物理学家戈德斯坦将阴极发出的射线命名为阴极射线.3 .猜想(1)阴极射线是一种电磁辐射.（2）阴极射线是带电微粒.4 .英国物理学家汤姆孙让阴极射线在电场和磁场中偏转.5 .密立根通过“油滴实验”精确测定了电子的电荷量和电子的质量.例11如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将（）* 上A.向纸内偏转B.向纸外偏转C.向下偏转D.向上偏转思路点拨由安培定
6、则判定直导线在阴极射线处的磁场方向，再由左手定则判定受力 方向.解析由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外，电子从负极射出，由左手定则可判定阴极射线 （电子）向上偏转.故正确选项为 D.答案D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.g踝瞬姬 i.（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8 .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.电子电荷量白数值约为 1.602 X 10 T9 CD.电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷解析：
7、选BC.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.知识点2 电子比荷的测定1910年美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”，简练而又精确地测定了电子的电荷量.更重要的是密立根实验发现电荷是量子化的，即任何电荷的电荷量只能是元电荷e的整数倍，并求得了元电荷即电子所带的电荷量e密立根实验的原理（1）如图所示，两块平行放置的水平金属板A B与电源相连接，使 A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中.喷雾器(2)小油滴由于摩擦而带负电， 调节A、B两板间的电压，可以使小油滴静止在
8、两板之间， mg此时电场力和重力平衡，即mg= Eq,则电荷的电荷量 q = 实验发现，q 一定是某个最小电荷量的整数倍，这个最小的电荷量就是电子的电荷量.例2 汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示.真空管内的阴极 K发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用 )经加速电压加速 后，穿过 A中心的小孔沿中心轴 OO的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P间的区域内.当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心 O点处，形成了一个亮点； 加上偏转电压 U后，亮点偏离到 O点(O点与O点的竖直间距为 d,水平间距可忽略不 计).此时，在 P和P间的区域内，
9、再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁 场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到 O点.已知极板水平方向的长度为Li,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).(1)求打在荧光屏 O点的电子速度的大小.(2)推导出电子的比荷的表达式.思路点拨此题中电子在电场中做类平抛运动，在电磁场中做匀速直线运动，受到的 电场力和洛伦兹力平衡，仔细分析其物理过程，不难求出结果.解析(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新 回到中心O点，设电子的速度为 v,贝U evB eE,(2)当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后，在竖直方向做匀加速运动，加
10、速eU度*mb电子在水平方向做匀速运动，在电场内的运动时间t1这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离di = 2at ieL2U2mvb离开电场时竖直向上的分速度v1 = ateLiU mvb电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏幕J?t 2时间内向上运动的距离d2= V1t2 =eULLmVb这样，电子向上的总偏转距离eU d=di+d2=mvbL1T)2Ud一-1e可解行 mT E2bLi(Li + 2L2).一 U2Ud曰水 丽 (2) E2bLi( Li + 2L2)g限畤UK 2.密立根用喷雾的方法获得了带电液滴，然后把这些带有不同电荷量 和质量的液滴置于电场中，通过电场
11、力和重力平衡的方法最终测得了带电液滴的电荷量， 次测量中，他得到了如下数据液滴编号电何里/C液滴编号电何里/C1-196.41 X 102199.70 X 103191.6 x 104_194.82 X 10则可得出结论:解析：根据表格中的数据与电子电荷量的比值关系: 1919qi 6.41X10q2 9.70 X 10 八e= 1.6 xio 19 = 4； e= 1.6X10 19 =6；q3 1.6 X1019 q4 4.82 X 1019 e= 1.6 x 10 19 =1； e= 1.6 x 10 19 = 3；得出结论：电荷量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷e的整数倍.答案：电荷
12、量是量子化的，电荷的电荷量都是元电荷e的整数倍知识点3 对“粒子散射实验的理解9 .装置：放射源、金箔、荧光屏等，如图所示.10 现象(1)绝大多数的“粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进.(2)少数a粒子发生较大的偏转.(3)极少数a粒子偏转角度超过 90。，有的几乎达到180。.11 注意事项(1)整个实验过程在真空中进行.(2) a粒子是氯原子核，体积很小，金箔需要做得很薄，a粒子才能穿过.12 汤姆孙的原子模型不能解释a粒子大角度散射的实验结果.例如果a粒子以速度V与电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的)，求碰撞后，a粒子的速度变化了多少？并由此说明：为什么原子中的电子不能使a粒子发生明
13、显的偏转？思路点拨分析求解本题，需要运用弹性碰撞知识.a粒子与电子发生弹性正碰时，遵循机械能守恒和动量守恒定律，通过列出两个守恒方程进行定量计算，从而作出判断.解析设a粒子初速度为V,质量为M与电子碰后速度为 V1,电子质量为mi与a 粒子碰后速度为 V2由动量守恒定律Mv= Mv + mv一、，12 121、由能重寸恒,MvuMv + imv由式得M- mv1 = *a粒子速度变化量2mA v1 = v1 -v= - r：-v M m把 M= 7 300 m代入式得 A v1 = -2-v= 0.000 3 v7 301可见a粒子的速度变化只有万分之三，说明原子中的电子不能使a粒子发生明显的
14、偏转.答案见解析解决a粒子散射实验问题的技巧(1)熟记实验装置及原理.(2)理解建立核式结构模型的要点.核外电子不会使 a粒子的速度发生明显改变.汤姆孙的原子模型不能解释a粒子的大角度散射.少数a粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些a粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用.绝大多数a粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大 部分是空的，原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内.限踪皿或3.(多选)(2017 孝感高中高二检测)如图所示为卢瑟福和他的同事们 做a粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中A、B、C D四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是()A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B.放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些C.放在C D位置时，屏上观察不到闪光D.放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少解析：选AD.在卢瑟福a粒子散射实验中，a粒子穿过金箔后，绝大多数 a粒子仍 沿原来的方向前进，故 A正确；少数 a粒子发生较大偏转，极少数 a粒子偏转角度超过 90 ,极个别a粒子被反射回来，故 B、C错误，D正确.知识点4 对卢瑟福核式结构模型的理解13 内容：在原子中心有一个很小的核，叫原子核.原子的全部正电荷和几乎全
