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第四章 原子結(jié)構(gòu)
第1節(jié) 電子的發(fā)現(xiàn)與湯姆孫原子模型
大千世界是由什么構(gòu)成的？自古以來，人們堅持不懈地追尋著答案。電子的發(fā)現(xiàn)打開了人們認(rèn)識微觀世界的大門。電子是怎么發(fā)現(xiàn)的？原子的內(nèi)部有著怎樣的結(jié)構(gòu)？
1.了解人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的早期探究,知道物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成。
2. 知道電子的發(fā)現(xiàn)過程,知道陰極射線的本質(zhì)是電子流,能測定電子的比荷。
3. 知道湯姆孫原子模型及其特征。
1.古人曾將自然界的某些具體物質(zhì)視為構(gòu)成世界萬物的元素
我國古代的“五行說”認(rèn)為: 萬物是由金、木、水、火、土五種基本“元素”組成的
一、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的早期探究
古希臘的亞里士多德認(rèn)為:萬物的本質(zhì)是土、水、火、空氣四種“元素”，天體則由第五種“元素”——“以太”構(gòu)成。
我國春秋時期的老子講“道生一，一生二，二生三，三生萬物”；
古希臘的畢達(dá)哥拉斯則認(rèn)為自然界中的一切都服從于一定比例的數(shù)。
2.人們對探索構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒的探究
古希臘哲學(xué)家德謨克利特等人建立了早期的原子論，認(rèn)為宇宙間存在一種或多種微小的實體，即“原子”（在希臘語中，原子的含義是“不可分割的東西”），這些“原子”在虛空中運(yùn)動，并可按照不同的方式重新結(jié)合或分散；
我國戰(zhàn)國時期的思想家墨子認(rèn)為物體是由不可分割的最小單元——“端”構(gòu)成的。
3.大約在17世紀(jì)中葉，人們開始通過實驗來了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)
1661年，玻意耳以化學(xué)實驗為基礎(chǔ)建立了科學(xué)的元素論。18世紀(jì)一系列重要的實驗結(jié)果，如化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律，元素形成化合物須遵循定比定律、倍比定律等，啟示人們推想物質(zhì)是由一些不可毀滅的微粒構(gòu)成的，而且各種不同的元素微粒按照一定的比例形成化合物。在此基礎(chǔ)上，19世紀(jì)初，道爾頓提出了原子論，認(rèn)為原子是元素的最小單元。1811年，意大利化學(xué)家阿伏伽德羅提出了分子假說，指出分子可由多個相同的原子組成。
道爾頓
阿伏伽德羅
19世紀(jì)初期形成的分子一原子論認(rèn)為：在物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中存在著分子、原子這樣的層次；宏觀物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定于分子，而分子則由原子構(gòu)成；原子是構(gòu)成物質(zhì)的不可再分割的最小顆粒，它既不能創(chuàng)生，也不能消滅。
原子真不可再分了嗎？
二、電子的發(fā)現(xiàn)
1. 湯姆孫實驗裝置
陰極射線實驗示意圖
問題：陰極射線的本質(zhì)，通過什么原理來測定呢？
讓陰極射線沿垂直場的方向通過電場或磁場：
偏轉(zhuǎn)：陰極射線本質(zhì)是帶電粒子流
不偏轉(zhuǎn)：陰極射線的本質(zhì)是電磁波
0








陰極射線在電場的偏轉(zhuǎn)
0
陰極射線在磁場的偏轉(zhuǎn)
2. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子
q B = qE
電場：
磁場：
（比荷）
r
qE
P2
p1
p3



qvB
+
_
實驗中測得的帶電粒子的比荷大約是 1011 C/kg，比氫離子的比荷大得多。
湯姆孫認(rèn)為，陰極射線粒子是電荷量大小與氫離子相同、而質(zhì)量比氫離子小得多的粒子，他把這種帶電粒子稱為電子。
電子的發(fā)現(xiàn)說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)，也就是說原子是由電子和其他物質(zhì)組成的。
第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根利用油滴實驗測量出來的。
3.密立根油滴實驗
密立根實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是的整數(shù)倍。
電子的電荷量
電子的質(zhì)量
思考：這兩種物質(zhì)是怎樣構(gòu)成原子的呢？
三、湯姆孫原子模型
“葡萄干面包”模型
電子帶的負(fù)電被原子內(nèi)帶的正電抵消，因此原子呈電中性。如果原子失去電子或得到電子，就會變成離子。
電子一方面要受正電荷的吸引，另一方面又要互相排斥，因此必然有一個處于平衡的狀態(tài)。電子在它們的平衡位置附近做簡諧振動，可發(fā)射或吸收特定頻率的電磁波。
1.電子的發(fā)現(xiàn)說明( )
A.原子是由原子核和電子組成的
B.物質(zhì)是帶電的且一定帶負(fù)電
C.原子可進(jìn)行再分
D.原子核可再分
C
2.關(guān)于湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子,下列說法中正確的是 ( )
A.密立根是第一個測出陰極射線比荷的人
B.湯姆孫直接測出陰極射線的質(zhì)量
C.湯姆孫發(fā)現(xiàn),用不同材料的陰極和不同的氣體做實驗,陰極射線的比荷是不同的
D.湯姆孫由實驗得到的陰極射線粒子的比荷是氫離子比荷的近兩千倍
D
3.電子射線管的示意圖如圖所示。接通電源后,電子射線由陰極沿x軸方向射出,在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向下(z軸負(fù)方向)偏轉(zhuǎn),下列措施中可采用的是( )
A.加一磁場,磁場方向沿z軸負(fù)方向
B.加一磁場,磁場方向沿y軸正方向
C.加一電場,電場方向沿z軸負(fù)方向
D.加一電場,電場方向沿y軸正方向
B

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