電子的發(fā)現(xiàn)
湯姆孫研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子,從而敲開了人類認識原子的大門.
1. 陰極射線:在研究氣體導(dǎo)電的玻璃管內(nèi)有陰、陽兩極,若在兩極間加一定電壓,陰極便發(fā)出一種射線,這種射線稱為陰極射線。
特點:陰極射線碰到熒光物質(zhì)后能使其發(fā)光。
2. 關(guān)于陰極射線的兩種假設(shè)
(1)電磁波說:赫茲認為這種射線本質(zhì)是一種電磁波的傳播過程。
(2)粒子說:湯姆孫認為這種射線本質(zhì)是一種高速粒子流。
3. 湯姆孫對陰極射線的研究
實驗探究:陰極 K 發(fā)出的帶電粒子 → 小孔 A、B → 金屬 板 P、P′ → 管壁 P1 處產(chǎn)生熒光斑點 → 當(dāng)施加電場后,帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn),P2 處產(chǎn)生熒光斑點。
結(jié)論:陰極射線中粒子所帶電荷為負電荷。
4.帶電粒子比荷 e/m 的推導(dǎo)過程
偏轉(zhuǎn)角 θ 與電場強度 E、極板長度 L 以及帶電粒子的速度 v 的關(guān)系為
在兩塊金屬板之間施加一個大小合適、方向垂直于紙面的磁場,使熒光斑點從 P2 處返回 P1 處,有
V=E/B
結(jié)論:帶電粒子比荷 e/m = 1011?C/kg。
5. 湯姆孫的結(jié)論
(1)帶負電的粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。
(2)該粒子所帶電荷的大小與氫離子大致相同。這種帶負電的粒子即為電子。
6. 密立根的結(jié)論(油滴實驗)
用噴霧的方法獲得了帶電油滴,然后把這些帶不同質(zhì)量和電荷量的油滴置入電場中,通過電場力和重力平衡的方法最終測得帶電油滴的電荷量。
(1)電子的電荷量為 e = 1.602176634×10-19 C。電子電荷量e 為最小的電荷量,稱為元電荷。電子質(zhì)量 m= 9.10938356×10-31?kg,質(zhì)子質(zhì)量是電子質(zhì)量的 1836 倍。
(2)任何帶電體的電荷只能是元電荷 e 的整數(shù)倍。
7. 發(fā)現(xiàn)電子的意義
(1)電子是原子的基本組成部分。
(2)原子還可以再分,除了電子,還包括質(zhì)量較大且?guī)д姷牧W印?span style="display:none">0m3物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
原子的核式結(jié)構(gòu)模型
1. 湯姆孫的“棗糕”模型
“棗糕”模型:原子是個球體,正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi),電子鑲嵌其中。 缺陷:不能解釋高速電子穿透原子及電子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
2. α 粒子散射實驗
湯姆孫棗糕模型的理論預(yù)測:由于正電荷的均勻分布,那么α粒子通過原子時,粒子兩側(cè)的正電荷對它的庫侖斥力大部分相互抵消,α粒子運動的影響不會很大。
實驗探究:在真空中,一束 α 粒子打在金箔上,通過探測屏或者放大鏡觀察某一時間內(nèi)向某一方向散射的 α 粒子數(shù)。
現(xiàn)象:絕大多數(shù) α 粒子穿越金箔后仍沿原方向前進,少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角超過 90 ° 。
α粒子散射實驗現(xiàn)象及解釋
①絕大多數(shù)的α粒子仍沿原來的方向前進——離金原子核較遠,庫侖斥力較小
②少數(shù)α粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)——離金原子核較近,庫侖斥力較大
③極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°,有的甚至達到180°——正對或基本正對金原子核入射α粒子在庫侖斥力作用下先減速至較小速度然后加速遠離金原子核。
3. 原子的核式結(jié)構(gòu)模型
①在原子的中心有一個很小的核,叫做原子核。
②原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里。
③帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)。
原子核的電荷與尺度
1. 原子核的電荷: 原子核的電荷數(shù)等于核外電子數(shù),等于原子序數(shù)。
2. 原子核的尺度: 原子核大小的數(shù)量級為10-15 m,原子大小數(shù)量級為10-10 m,兩者相差十萬倍之多,可見原子內(nèi)部十分“空曠”。若原子相當(dāng)于一個立體的足球場的話,則原子核就象足球場中的一粒米。
電子的發(fā)現(xiàn)
原子的核式結(jié)構(gòu)模型