4.1 电子的发现与汤姆孙原子模型 课件(共20张PPT) 2024-2025学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

(共20张PPT)
第四章 原子结构
第1节 电子的发现与汤姆孙原子模型
大千世界是由什么构成的？自古以来，人们坚持不懈地追寻着答案。电子的发现打开了人们认识微观世界的大门。电子是怎么发现的？原子的内部有着怎样的结构？
1.了解人们对物质结构的早期探究,知道物质结构的基本构成。
2. 知道电子的发现过程,知道阴极射线的本质是电子流,能测定电子的比荷。
3. 知道汤姆孙原子模型及其特征。
1.古人曾将自然界的某些具体物质视为构成世界万物的元素
我国古代的“五行说”认为: 万物是由金、木、水、火、土五种基本“元素”组成的
一、物质结构的早期探究
古希腊的亚里士多德认为:万物的本质是土、水、火、空气四种“元素”，天体则由第五种“元素”——“以太”构成。
我国春秋时期的老子讲“道生一，一生二，二生三，三生万物”；
古希腊的毕达哥拉斯则认为自然界中的一切都服从于一定比例的数。
2.人们对探索构成物质的最小微粒的探究
古希腊哲学家德谟克利特等人建立了早期的原子论，认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，即“原子”（在希腊语中，原子的含义是“不可分割的东西”），这些“原子”在虚空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散；
我国战国时期的思想家墨子认为物体是由不可分割的最小单元——“端”构成的。
3.大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构
1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论。18世纪一系列重要的实验结果，如化学反应遵循质量守恒定律，元素形成化合物须遵循定比定律、倍比定律等，启示人们推想物质是由一些不可毁灭的微粒构成的，而且各种不同的元素微粒按照一定的比例形成化合物。在此基础上，19世纪初，道尔顿提出了原子论，认为原子是元素的最小单元。1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出了分子假说，指出分子可由多个相同的原子组成。
道尔顿
阿伏伽德罗
19世纪初期形成的分子一原子论认为：在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次；宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子构成；原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒，它既不能创生，也不能消灭。
原子真不可再分了吗？
二、电子的发现
1. 汤姆孙实验装置
阴极射线实验示意图
问题：阴极射线的本质，通过什么原理来测定呢？
让阴极射线沿垂直场的方向通过电场或磁场：
偏转：阴极射线本质是带电粒子流
不偏转：阴极射线的本质是电磁波
0








阴极射线在电场的偏转
0
阴极射线在磁场的偏转
2. 汤姆孙发现电子
q B = qE
电场：
磁场：
（比荷）
r
qE
P2
p1
p3



qvB
+
_
实验中测得的带电粒子的比荷大约是 1011 C/kg，比氢离子的比荷大得多。
汤姆孙认为，阴极射线粒子是电荷量大小与氢离子相同、而质量比氢离子小得多的粒子，他把这种带电粒子称为电子。
电子的发现说明原子具有一定的结构，也就是说原子是由电子和其他物质组成的。
第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出来的。
3.密立根油滴实验
密立根实验更重要的发现是：电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是的整数倍。
电子的电荷量
电子的质量
思考：这两种物质是怎样构成原子的呢？
三、汤姆孙原子模型
“葡萄干面包”模型
电子带的负电被原子内带的正电抵消，因此原子呈电中性。如果原子失去电子或得到电子，就会变成离子。
电子一方面要受正电荷的吸引，另一方面又要互相排斥，因此必然有一个处于平衡的状态。电子在它们的平衡位置附近做简谐振动，可发射或吸收特定频率的电磁波。
1.电子的发现说明( )
A.原子是由原子核和电子组成的
B.物质是带电的且一定带负电
C.原子可进行再分
D.原子核可再分
C
2.关于汤姆孙发现电子,下列说法中正确的是 ( )
A.密立根是第一个测出阴极射线比荷的人
B.汤姆孙直接测出阴极射线的质量
C.汤姆孙发现,用不同材料的阴极和不同的气体做实验,阴极射线的比荷是不同的
D.汤姆孙由实验得到的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍
D
3.电子射线管的示意图如图所示。接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,下列措施中可采用的是( )
A.加一磁场,磁场方向沿z轴负方向
B.加一磁场,磁场方向沿y轴正方向
C.加一电场,电场方向沿z轴负方向
D.加一电场,电场方向沿y轴正方向
B