2020_2021学年高中物理第二章原子结构1电子教案1教科版选修3_5.doc

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1、第1节电子的发现教学目标（一）知识与技能：1、了解人类认识物质组成的一个重要历史过程——电子的发现；2、知道如何确定阴极射线粒子流的电荷的性质，知道如何确定电子的电荷量和质量，知道电子质量和电荷量的大小。（二）过程与方法：培养学生分析和解决问题的能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。（三）情感、态度与价值观：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。重点难点重点：阴极射线的

2、研究、电子发现过程蕴含的科学方法难点：汤姆孙发现电子的理论推导设计思想本节由阴极射线和电子的发现两部分内容。重点是电子的发现过程蕴含的科学方法。首先通过实验说明阴极射线的存在，然后介绍英国物理学家J.J汤姆孙的两个实验来确定射线的带电性质，最后通过比荷的测定确认电子是原子的组成部分，原子并不是组成物质的最小微粒。设计时注重物理史实的介绍和研究，突出前人研究的思路和方法。但由于条件的限制，几乎不可能在课堂上还原相关的实验。但教师应当通过适当的方式帮助学生理解实验的原理和方法，训练学生科学的思维品质。-8-教学方法：提问、实验演示、讨论等。教学资源多媒

3、体课件教学设计【课堂引入】物质是由什么构成的？很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。【课堂学习】（一）：带负电的微粒问题一：射线从何而来的？气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。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。187

4、6年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。问题二：射线是粒子还是电磁波？带电吗？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：代表人物德国物理学家赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。（2）粒子说：代表人物英国物理学家克鲁克斯、汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。-8-思考：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。新华如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电

5、磁波，如果出现其他什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。问题三：汤姆生是如何确定射线的性质和电性的。小结：汤姆生使阴极射线在电场和磁场中产生偏转，来确定射线微粒的带电性质。实验表明，阴极射线就是带负电的粒子流。（二）：射线微粒比荷的测定问题一：什么是比荷？测定比荷对确定微粒的性质有何意义？问题二：如何测定微粒的比荷？英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。（引导学生复习电场、磁场的有关知识，分析、解决问题。）-8-CC1C2lYA¢S+-+磁场实验装置如图所示，从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直

6、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，阴极射线带有负电荷。（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？在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件：时，则阴极射线不发生偏转。则：（3）根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：xL荧幕DSSO电场EAy+-emy1y2+v0v又因为：且则：根据已知量，可求出阴极射线的比荷。（4）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

7、比荷？-8-1、只存在磁场的情况下，偏转圆弧为圆周运动一部分，出磁场后成匀速直线运动根据有关几何知识，我们一定是可以求出带电粒子圆周运动的半径r的。2、假如将磁感应强度B↑，则r↓，直到粒子束恰好消失。3、勾股定理即可得结果：q/m=vo/Br=E/B2r汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢

8、离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。电子发现的伟大意义：科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世