(2)说明图中磁场沿什么方向.
(3)根据L、E、B和θ,求出阴极射线的比荷.
答案 (1)负电 (2)垂直纸面向外 (3)
解析 (1)由于阴极射线在电场中向下偏转,因此阴极射线受电场力方向向下,又由于匀强电场方向向上,则电场力的方向与电场方向相反,所以阴极射线带负电.
(2)由于所加磁场使阴极射线受到向上的洛伦兹力,而与电场力平衡,由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外.
(3)设此射线带电量为q,质量为m,当射线在D、G间做匀速直线运动时,有qE=Bqv.当射线在D、G间的磁场中偏转时,有Bqv=.同时又有L=r·sin θ,如图所示,解得=.
解决带电粒子在电场中运动的三个步骤
(1)确定研究对象,并根据题意判断是否可以忽略带电粒子的重力.
(2)对研究对象进行受力分析,必要时要画出力的示意图;分析判断粒子的运动性质和过程,画出运动轨迹示意图.
(3)选用恰当的物理规律列方程求解.
三、对α粒子散射实验的理解
1.实验现象
(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进.
(2)少数α粒子发生较大的偏转.
(3)极少数α粒子偏转角度超过90°,有的几乎达到180°.
2.理解
(1)核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变.
(2)汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射.
(3)少数α粒子发生了大角度偏转,甚至反弹回来,表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量、电荷量均比它本身大得多的物体的作用.
(4)绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化,说明原子中绝大部分是空的,原子的质量、电荷量都集中在体积很小的核内.