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    十九世纪后半期科学家们在研究稀薄气体放电时发现,当玻璃管内的气体足够稀薄时,阴极就发出一种射线,这种射线能使对着阴极的玻璃管发出荧
光,叫做阴极射线. 英国科学家汤姆生对阴极射线进行了一系列的实验研究.

   1897年他确认阴极射线是带负电的粒子. 同时,他还研究了阴极射线在电场和磁场中的偏转,根据数据计算出这种带电粒子的荷质比. 汤姆生发现,不同物质的阴极发出的射线都有相同的值,这表明不同物质都能发射这种带电粒子,它是构成物质的共有成分.

  汤姆生测得阴极射线粒子的荷质比,大约是氢离子的荷质比的2000倍. 而且后来汤姆生由实验得出氢离子与阴极射线粒子的电荷大小基本相同, 这就说明阴极射线粒子的质量比氢离子的质量小得多,后来,人们就把这种粒子叫做电子.

  汤姆生发现电子是物理学史上的重要事件,由于电子的发现,人们认识到原子是可再分的,此后人们围绕原子结构问题推动了原子物理的发展.

    难点突破:

    荷质比的测定:带电粒子在电场和磁场中运动时,所受电场力和磁场力跟粒子所带电量成正比,得到的加速度跟粒子的质量成反比,因此,粒子的运动情况依赖于粒子的荷质比. 汤姆生测得阴极射线粒子的荷质比约为2×1011 C/kg,现在测得电子荷质比的精确值通常可取作: =1.76×1011 C/kg.

  通常我们都用质谱仪测量荷质比. 让中性气体分子进入电离室A,在那里被电离成离子,从小孔飘出,从缝s1进入加速电场中被加速,然后让粒子垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打在照相底片D上. 设粒子所带电量为q,加速电场两极间电势差为U,粒子进入s1时速度近似为零,粒子离开电场时获得
动能为:mv2=Uq

  设磁感应强度为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,则有
              BqU=
           解得:

  而上式中其他量均可由实验测出,本实验体现了微观量的大小通过宏观量的测定而得到这一实验方法.

    例题2-34 如图2-88所示,电子射线管放在蹄形磁铁的N极与S极之间,射线管的AB两极分别接在直流高压电源的_____极和_____极. 此时,荧光屏上的电子束运动径迹将_____偏转. (填“向上”“向下”或“不”)
  
              


    例题2-35 有一种质谱仪的结构如图2-89所示:带电粒子经过S1S2之间的电场加速后,进入P1P2之间狭缝. P1P2之间存在着互相正交的磁场B1和电场E,只有在这一区域内不改变运动方向的粒子才能顺利通过S0上的狭缝,进入磁感强度为B2的匀强磁场区域后做匀速圆周运动,打在屏A'A上并发出亮光,记录下亮光所在的位置,量取狭缝到亮光的距离d,即可求出带电粒子的荷质比,简述其原理.
  
       

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