2021年度3.1电子的发现和其重大意义讲义.ppt

一、阴极射线
实验一:

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电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场种电磁波在真空中速率固定，速度为光速。具有波粒二象性。
频率是电磁波的重要特性。按照频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。通常意义上所指有电磁辐射特性的电磁波是指无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线。而X射线及γ射线通常被认为是放射性辐射特性的。
粒子流是高速运动的粒子所形成的。

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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。1876年德国物理学家戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到的阴极发出的某种射线的撞击而引起的，并把这种未知射线称之为阴极射线。
代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。
粒子说：
代表人物，汤姆生。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。
电磁波说：
汤姆生

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阴极射线究竟是什么？
物理学家纷纷走进实验室开始了对阴极射线的研究。该研究引发了19世纪末的三大发现：
X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，是波长介于紫外线和γ射线 之间的电磁辐射。~100埃之间。，故又称伦琴射线。
伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质

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贝克勒尔·法
天然放射性(Natural radioactivity)是指天然存在的放射性同位素，其能够从不稳定的原子核自发地放出射线，(如α射线、β射线、γ射线等)而衰变形成稳定元素的属性。
安东尼·亨利·贝克勒尔(Antoine Henri Becquerel ，1852-1908年)，法国物理学家。安东尼·亨利·贝克勒尔1852年生于法国。因发现天然放射性，与皮埃尔·居里(Pierre Curie 1859-1906年)和玛丽·居里(Marie Curie 1867-1934年)夫妇因在放射学方面的深入研究和杰出贡献，共同获得了1903年度诺贝尔物理学奖。

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电子（Electron）是一种带有负电的亚原子粒子，通常标记为e- 。电子属于轻子类，以重力、电磁力和弱核力与其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一，即其无法被分解为更小的粒子。
约瑟夫·约翰·汤姆生（Thomson Joseph John，1856年12月18日—1940年8月30日），著名的英国物理学家，以其对电子和同位素的实验著称。1905年被任命为英国皇家学院的教授，1906年荣获诺贝尔物理学奖，1916年任皇家学会主席，1919年被选为科学院外籍委员会首脑。汤姆逊在担任卡文迪许实验物理教授及实验室主任的34年，桃李满天下。1940年8月30日逝世于剑桥。终年84岁。

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二、电子的发现
英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子。实验装置如图所示，
金属板D1D2之间未加电场时射线不偏转，射在屏上的P1点，按图示方向加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上的P2点，由此推断阴极射线带有什么性质的电荷？
P2
K
A
B
y
P1
P3
D1
D2
思考:
+
-
带负电

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为使阴极射线不发生偏转，在平行极板区域应采取什么措施？
P2
K
A
B
y
P1
P3
D1
D2
思考:
在平行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：

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汤姆生的发现
(1)阴极射线电性的发现
为了研究阴极射线的电性,设计了如下图所示的装置,从阴极K发出的粒子流通过小孔A､､D2之间的空间,到达右侧带有标尺的荧光屏上,在D1､D2之间加上电压,粒子流在通过时,如果带电就会在电场力的作用下,发生偏转,.

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(2)测定阴极射线的比荷
如