选择性必修 第三册 · 人教版
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21 电子的发现

免费读1253字2024-07-22

  老师:同学们好,今天我将和大家一起重温一下科学家发现电子的探索历程。18世纪下半页,道尔顿通过大量的化学实验,认为原子是元素不可再分的最小单元,但是人类探索物质组成的问题并没有到此为止。19世纪末,科学家们发现了电子,从而认识到原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的。那么电子是如何被科学家发现的?电子的发现是从研究因基射线开始的。

  老师:那么音基射线是怎么产生的?我们看真空的玻璃管。k是金属板制成的阴极,a是金属环制成的阳极,十字形的物体是一个金属片,在AK之间接通由感应线圈产生的近万伏的高压。近万伏的高压,那这时候在真空的玻璃管壁上观察。早在1858年,德国物理学家就在类似的实验当中看到了玻璃管壁上淡淡的荧光和管中物体的影子。那管中物体的影子说明射线是沿直线传播的。1876年,德国物理学家哥德斯坦认为管壁上的荧光是由玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而产生的,并把这种射线命名为阴极射线。那么对于阴极射线的本质,有两种不同的观点,一种认为音基射线是一种电磁辐射,另一种观点认为因基射线是带电的例子。那么阴极射线到底是电磁辐射还是一种带电粒子?英国物理学家j汤姆斯从1890年开始对因极射线进行了一系列的实验研究,他认为因极射线是带电的粒子流,那么你要问了,用什么方法可以判断音基射线是带电的粒子流?根据我们学过的知识,我们知道带电的例子,在电场和磁场当中,根据它的受力情况,我们就可以判断粒子的电性。科学家正式循着这样的思路进行了实验。

  老师:汤姆孙对阴极射线进行了实验研究,研究的目的第一个是想判断音基设限是否带电,并且能够判断它的电性。第二个目的是想通过实验测定一下粒子的比和。那么根据带电粒子在电场和磁场当中的受力情况,我们就可以判断带电粒子的电性,并据此求出笔和,我们看科学家对此是怎样进行探究的。

  老师:实验发现,当金属版第一、第二之间未加电场的时候,射线不偏转打到屏幕上的P1处。当第一、第二之间加上电场e之后,射线发生了偏转并射到屏幕P2上。那么由此可以推断音基射线带什么性质的电。电荷向第二基板方向偏转到屏幕上的P2处,因此粒子带的是负电。由此我们就可以判断阴基射线不仅带电,而且带的是负电。要想抵消阴极射线的偏转,使射线回到P1点,那么需要施加一个大小方向合适的磁场。请思考这个磁场的方向是向纸面外还是向纸面里。如果射阴基射线微粒的质量为m,速度为v,那么受到的洛伦兹力和电场力存在怎样的关系?你能由此求出音基射线的速度v吗?请大家思考。

  老师:栗子受到的电场力是e乘q,如果是家磁场,那么受到的磁场力就是洛伦兹力为QVB,那这时候要想使射线从P2点回到P1点,那必然要求EQ和qa、b两者相等,因此v等于一比b,可以判断磁场的方向,因为指甲电场的时候向下偏转,电场力向下,那么加磁场洛伦兹力就应该向上。洛伦兹力向上,带的是负电。根据磁场对运动电荷的

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