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1、第 一 节电子的发现与汤姆孙模型,一、物质结构的早期探究,我国西周时期的五行w xng 说：金、木、水、火、土 五行是中国古代的一种本源论（本体论）的形而上学。多用于哲学、中医学和占卜方面。五行学说是中国汉族传统文化重要组成部分。,大千世界（宇宙）是由什么构成的？,古希腊的亚里士多德认为：万物的本质是土、水、火、空气4种“元素”，天体则由第五种元素以太构成古希腊学者德谟克利特等人认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，这个实体叫做“原子”，原子密不可分，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。,1811年，阿伏伽德罗
2、提出了分子假说，指出分子可以由多个相同的原子组成。,宏观物质的化学性质决定于分子，分子则由原子构成，原子是构成物质的不可分再分的最小颗粒,原子真的不可再分了吗？,1661年，玻意耳以化学实验为基础建立科学的元素论，认为只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素，各种元素存在着不同的原子。,19世纪初，道尔顿提出原子论,认为原子是元素的最小单位。,19世纪后半叶，科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种射线能使玻璃管壁发出荧光，人们把这种射线称为阴极射线。,二、电子的发现,阴极射线是什么呢？,阴极射线的本质,有人认为阴极射线像X射线一样是电磁辐射,有人
3、认为阴极射线是以太波,有人认为阴极射线是带电微粒,英国物理学家J.J.汤姆孙自1890年起开始研究，对阴极射线进行了一系列的实验研究。他认为阴极射线是带电粒子流。,实验验证,P3,实验装置（1）C、A部分产生阴极射线（2）A、B只让水平运动的阴极射线通过（3）D1、D2之间加电场或磁场检测阴极射线是否带电和带电性质（4）荧光屏显示阴极射线到达的位置，对阴极射线的偏转做定量的测定,汤姆孙的气体放电管的示意图,1.当金属板D1、D2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？,汤姆孙的气体放电管的示意图,汤姆孙的
4、气体放电管的示意图,带电粒子的电荷量与其质量之比比荷q/m，是一个重要的物理量。根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。,实验结论,1897年，汤姆孙得出阴极射线的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。,当汤姆孙在测定比荷实验时发现，用不同材料的阴极做实验，所发出射线的粒子都有相同的比荷，这表明什么？,这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。,荷质比约为质子（氢离子）比荷的1800倍。是电荷比质子大？还是质量比质子小？,汤姆孙猜测：这可能表示阴极射线粒子电荷量的大小与一个氢离子一样，而质量比氢离子小得多。,后来汤姆孙测得了这种粒子的
5、电荷量与氢离子电荷量大致相同，而质量是氢离子质量的1/1800.由此可以看出他当初的猜测是正确的。后来阴极射线的粒子被称为电子；,实验结论分析,电子是第一种被发现的微观粒子，电子的发现是19世纪末的三大著名发现之一。（X射线和放射现象）,电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元。,电子,美国科学家密立根又精确地测定了电子的电量：e=1.60221019 C 根据荷质比，可以精确地计算出电子的质量为：m=9.10941031 kg,质子质量与电子质量的比值：,三、汤姆孙原子模型,电子是原子的组成部分，原子是中性的，那么原子的模型是怎样的？,汤姆孙认为：原子带正电的部分应充斥整个原子，很小很轻的电子镶嵌在球体的某些固定位置，正象葡萄干嵌在面包中那样，这就是原子的葡萄干面包模型。,
