2024-2025學(xué)年高中物理第三章原子結(jié)構(gòu)之謎第1節(jié)敲開(kāi)原子的大門(mén)教案2粵教版選修3-5

PAGE1-敲開(kāi)原子的大門(mén)（一）學(xué)問(wèn)與技能1．了解陰極射線及電子發(fā)覺(jué)的過(guò)程2．知道湯姆生探討陰極射線發(fā)覺(jué)電子的試驗(yàn)及理論推導(dǎo)（二）過(guò)程與方法培育學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析和解決實(shí)力，初步了解原子不是最小不行分割的粒子。（三）情感、看法與價(jià)值觀理解人類對(duì)原子的相識(shí)和探討經(jīng)驗(yàn)了一個(gè)非常漫長(zhǎng)的過(guò)程，這一過(guò)程也是辯證發(fā)展的過(guò)程。依據(jù)事實(shí)建立學(xué)說(shuō)，發(fā)展學(xué)說(shuō)，或是確定學(xué)說(shuō)的取舍，發(fā)覺(jué)新的事實(shí)，再建立新的學(xué)說(shuō)。人類就是這樣通過(guò)光的行為，經(jīng)過(guò)分析和探討，漸漸相識(shí)原子的?！锝虒W(xué)重點(diǎn)陰極射線的探討★教學(xué)難點(diǎn)湯姆生發(fā)覺(jué)電子的理論推導(dǎo)★教學(xué)方法試驗(yàn)演示和啟發(fā)式綜合教學(xué)法★教學(xué)用具：投影片，多媒體協(xié)助教學(xué)設(shè)備★課時(shí)支配1課時(shí)★教學(xué)過(guò)程（一）引入新課老師：很早以來(lái)，人們始終認(rèn)為構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子是原子，原子是一種不行再分割的粒子。這種相識(shí)始終統(tǒng)治了人類思想近兩千年。直到19世紀(jì)末，科學(xué)家對(duì)試驗(yàn)中的陰極射線深化探討時(shí)，發(fā)覺(jué)了電子，使人類對(duì)微觀世界有了新的相識(shí)。電子的發(fā)覺(jué)是19世紀(jì)末、20世紀(jì)初物理學(xué)三大發(fā)覺(jué)之一。（二）進(jìn)行新課1．陰極射線講解并描述：氣體分子在高壓電場(chǎng)下可以發(fā)生電離，使原來(lái)不帶電的空氣分子變成具有等量正、負(fù)電荷的帶電粒子，使不導(dǎo)電的空氣變成導(dǎo)體。設(shè)疑：是什么緣由讓空氣分子變成帶電粒子的？帶電粒子從何而來(lái)的？科學(xué)家在探討氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)覺(jué)了輝光放電現(xiàn)象。史料：1858年德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾較早發(fā)覺(jué)了氣體導(dǎo)電時(shí)的輝光放電現(xiàn)象。德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦探討輝光放電現(xiàn)象時(shí)認(rèn)為這是從陰極發(fā)出的某種射線引起的。所以他把這種未知射線稱之為陰極射線。對(duì)于陰極射線的本質(zhì)，有大量的科學(xué)家作出大量的科學(xué)探討，主要形成了兩種觀點(diǎn)。（1）電磁波說(shuō)：代表人物，赫茲。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種電磁波的傳播過(guò)程。（2）粒子說(shuō)：代表人物，湯姆生。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種高速粒子流。思索：你能否設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行陰極射線的探討，能通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明這種射線是一種電磁波還是一種高速粒子流。假如出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象就可以認(rèn)為這是一種電磁波，假如出現(xiàn)其他什么樣的現(xiàn)象就可以認(rèn)為這是一種高速粒子流，并能否測(cè)定這是一種什么粒子。2．湯姆生的探討英國(guó)物理學(xué)家湯姆生在探討陰極射線時(shí)發(fā)覺(jué)了電子。（1）當(dāng)在平行極板上加一如圖所示的電場(chǎng)，發(fā)覺(jué)陰極射線打在熒光屏上的位置向下偏，則可判定，陰極射線帶有負(fù)電荷。（2）為使陰極射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則請(qǐng)思索可在平行極板區(qū)域?qū)嵭惺裁创胧＃?）依據(jù)帶電的陰極射線在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀況可知，其速度偏轉(zhuǎn)角依據(jù)已知量，可求出陰極射線的比荷。思索：利用磁場(chǎng)使帶電的陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能否依據(jù)磁場(chǎng)的特點(diǎn)和帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)計(jì)算陰極射線的比荷？湯姆生發(fā)覺(jué)，用不同材料的陰極和不同的方法做試驗(yàn)，所得比荷的數(shù)值是相等的。這說(shuō)明，這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。并由試驗(yàn)測(cè)得的陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍。若這種粒子的電荷量與氫離子的電荷量機(jī)同，則其質(zhì)量約為氫離子質(zhì)量的近兩千分之一。湯姆生后續(xù)的試驗(yàn)粗略測(cè)出了這種粒子的電荷量的確與氫離子的電荷量差別不大，證明白湯姆生的揣測(cè)是正確的。湯姆生把新發(fā)覺(jué)的這種粒子稱之為電子。電子的電荷量e＝1.60217733×10－19C第一次較為精確測(cè)量出電子電荷量的是美國(guó)物理學(xué)家密立根利用油滴試驗(yàn)測(cè)量出的。密立根通過(guò)試驗(yàn)還發(fā)覺(jué)，電荷具有量子化的特征。即任何電荷只能是e的整數(shù)倍。電子的質(zhì)量m＝9.1093897×10－31kg例(單選)陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出，在其間的高電壓下加速飛向陽(yáng)極，如圖3所示．若要使射線向上偏轉(zhuǎn)，所加磁場(chǎng)的方向應(yīng)為()圖3A．平行于紙面對(duì)左B．平行于紙面對(duì)上C．垂直于紙面對(duì)外D．垂直于紙面對(duì)里解析由于陰極射線的本質(zhì)是電子流，陰極射線方向向右傳播，說(shuō)明電子的運(yùn)動(dòng)方向向右，利用左手定則，使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面對(duì)上，由此可知磁場(chǎng)方向應(yīng)為垂直于紙面對(duì)外，故選項(xiàng)C正確．答案C課堂練習(xí)1．(單選)關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是()A．陰極射線本質(zhì)是氫原子B．陰極射線本質(zhì)是電磁波C．陰極射線本質(zhì)是電子D．陰極射線本質(zhì)是X射線答案C2．(單選)關(guān)于電子的下列說(shuō)法中，不正確的是()A．發(fā)覺(jué)電子是從探討陰極射線起先的B．任何物質(zhì)中均有電子，它是原子的組成部分C．電子發(fā)覺(jué)的意義是：使人們相識(shí)到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子本身也具有困難的結(jié)構(gòu)D．電子是帶正電的，它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線的切線方向相同答案D3．(單選)關(guān)于密立根“油滴試驗(yàn)”，下列說(shuō)法正確的是()A．密立根利用電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力平衡的方法，測(cè)得了帶電體的最小帶電荷量B．密立根利用電場(chǎng)力和重力平衡的方法，推想出了帶電體的最小帶電荷量C．密立根利用磁偏轉(zhuǎn)的學(xué)問(wèn)推想出了電子的電荷量D．密立根“油滴試驗(yàn)”干脆驗(yàn)證了電子的質(zhì)量不足氫離子質(zhì)量的千分之一答案B（三）課堂小結(jié)科學(xué)家在對(duì)陰極射線的探討中發(fā)覺(jué)了