原子核的結(jié)合能(精品)

1、 人類對煤和石油的依賴已人類對煤和石油的依賴已經(jīng)嚴(yán)重我們的生存環(huán)境經(jīng)嚴(yán)重我們的生存環(huán)境!核能核能-能源中的后起之秀能源中的后起之秀你了解核能嗎？你了解核能嗎？中子質(zhì)子氘核2.2MeV（ ）?一、核能的來源一、核能的來源- 原子核的結(jié)合能原子核的結(jié)合能一、核能的來源一、核能的來源- 原子核的結(jié)合能原子核的結(jié)合能1 1、將核子結(jié)合在一起的作用力是什么力？有什么特點？、將核子結(jié)合在一起的作用力是什么力？有什么特點？2 2、請你能運用功能關(guān)系，解釋結(jié)合能的產(chǎn)生原因？、請你能運用功能關(guān)系，解釋結(jié)合能的產(chǎn)生原因？ nHH101121HnH211011當(dāng)光子能量等于或當(dāng)光子能量等于或大于大于2.22MeV時

2、，時，這個反應(yīng)才會發(fā)生這個反應(yīng)才會發(fā)生 一個質(zhì)子和一個中子一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核，要放出結(jié)合成氘核，要放出2.22MeV的能量的能量 結(jié)合能：結(jié)合能：將原子核拆散成單個核子需要吸收的將原子核拆散成單個核子需要吸收的能量或是將核子結(jié)合成原子核所釋放出的能量能量或是將核子結(jié)合成原子核所釋放出的能量一、核能的來源一、核能的來源- 原子核的結(jié)合能原子核的結(jié)合能愛因斯坦愛因斯坦 物體的能物體的能量和質(zhì)量之間存在量和質(zhì)量之間存在密切的聯(lián)系，他們密切的聯(lián)系，他們的關(guān)系是：的關(guān)系是：2mcE 核子在結(jié)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損，要放出質(zhì)量虧損，要放出能量，大小為：能量，大小為：2m

3、cE質(zhì)能方程質(zhì)能方程二、核能的計算- 愛因斯坦的質(zhì)能方程Mass is just a form of energy!E=mc2HHn2111103.3475 1027在物理上，原子核的質(zhì)量總是小于組成該核的全部核子在物理上，原子核的質(zhì)量總是小于組成該核的全部核子獨自存在時的總質(zhì)量，這兩者的差額叫做獨自存在時的總質(zhì)量，這兩者的差額叫做質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損 原子核的結(jié)合能如果質(zhì)量虧損有關(guān)，原子核的結(jié)合能如果質(zhì)量虧損有關(guān)， 你怎么證明？你怎么證明？ 二、核能的計算- 愛因斯坦的質(zhì)能方程HHn2111103.3475 1027理論值：理論值：m=(mn+mp-m氘）=0.0039 1027kg28 272

4、)10 (3.010 0.0039=mc =EJ131051. 3試驗值：試驗值：MevMev19. 210106 . 11051. 3619132.22Mev二、核能的計算- 愛因斯坦的質(zhì)能方程2mcE計算結(jié)合能時，先計算計算結(jié)合能時，先計算質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損m m，在帶入，在帶入質(zhì)能方程求出結(jié)合能質(zhì)能方程求出結(jié)合能計算任意核反應(yīng)中釋放計算任意核反應(yīng)中釋放的核能，先計算質(zhì)量虧的核能，先計算質(zhì)量虧損損m m，在帶入質(zhì)能方，在帶入質(zhì)能方程求出核能。程求出核能。核能核能質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損二、核能的計算- 愛因斯坦的質(zhì)能方程練習(xí)練習(xí)1 1：原子質(zhì)量單位：原子質(zhì)量單位1u=1.66061u=1.6606-

5、 -2727kgkg。試證明，。試證明，1 1原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位u u相當(dāng)于相當(dāng)于931.50 MeV931.50 MeV的能量光速的能量光速c=3c=310108 8m/sm/s，1eV=1.60221eV=1.60221010-19-19J J 練習(xí)練習(xí)2 2：已知已知1 1個質(zhì)子的質(zhì)量個質(zhì)子的質(zhì)量m mp p=1.007 277u=1.007 277u，1 1個中子個中子的質(zhì)量的質(zhì)量mn n=1.008 665u.=1.008 665u.氦核的質(zhì)量為氦核的質(zhì)量為4.001 509 u. 4.001 509 u. 由上述數(shù)值，計算由上述數(shù)值，計算2 2個質(zhì)子和個質(zhì)子和2 2個中子結(jié)合

6、成氦核時釋個中子結(jié)合成氦核時釋放的能量。放的能量。932.80 MeV28.30 MeV結(jié)合能越大原子核是不是越難被拆散？結(jié)合能越大原子核是不是越難被拆散？ 即結(jié)合能的即結(jié)合能的大小能不能反映原子核的穩(wěn)定程度？大小能不能反映原子核的穩(wěn)定程度？U-235Li-6三、核穩(wěn)定程度的量度- 比結(jié)合能 不同的核結(jié)合能不同，如何才能反不同的核結(jié)合能不同，如何才能反 映原子核的穩(wěn)定程度？映原子核的穩(wěn)定程度？【討論與交流討論與交流】1）概念：）概念：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比2）理解：）理解：核子結(jié)合成原子核時，平均每個核子核子結(jié)合成原子核時，平均每個核子所釋放的結(jié)合能，它也等于把原

7、子核拆散成每個所釋放的結(jié)合能，它也等于把原子核拆散成每個核子時，外界必須提供給每個核子的平均能量。核子時，外界必須提供給每個核子的平均能量。 比結(jié)合能：比結(jié)合能：結(jié)合能結(jié)合能核子數(shù)核子數(shù)=3）意義：）意義： 它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。平均它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。平均結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定。結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定。三、核穩(wěn)定程度的量度- 比結(jié)合能a a. .中間大、中間大、兩端小。兩端小。b. b. 中等中等質(zhì)量的核質(zhì)量的核最穩(wěn)定。最穩(wěn)定。比結(jié)合能曲線0123456789020406080100120140160180200220240質(zhì)量數(shù)A比結(jié)合能（MeV/核子）U23392Pt19573

8、Kr8223He42Li63H21比結(jié)合能曲線告訴我們：比結(jié)合能曲線告訴我們：比結(jié)合能曲線0123456789020406080100120140160180200220240質(zhì)量數(shù)A比結(jié)合能（MeV/核子）U23392Pt19573Kr8223He42Li63H21活動：觀察比結(jié)活動：觀察比結(jié)合能曲線并思考合能曲線并思考下列問題：下列問題：1 1、兩個氘核發(fā)生、兩個氘核發(fā)生核反應(yīng)變成氦核核反應(yīng)變成氦核是吸收還是放出是吸收還是放出能量？能量？2 2、一個重核可以、一個重核可以分裂為中等質(zhì)量分裂為中等質(zhì)量的核是吸收還是的核是吸收還是放出能量？放出能量？1）概念：）概念：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比

9、原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比3）意義：）意義：它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。平均結(jié)合能它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。平均結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定。越大，核越穩(wěn)定。4）規(guī)律：）規(guī)律：較輕核和較重核的核子平均結(jié)合能較小較輕核和較重核的核子平均結(jié)合能較小,穩(wěn)定性穩(wěn)定性較差較差;中等質(zhì)量核的核子平均結(jié)合能較大，穩(wěn)定性較好。中等質(zhì)量核的核子平均結(jié)合能較大，穩(wěn)定性較好。 2）理解：）理解：核子結(jié)合成原子核時，平均每個核子所釋放核子結(jié)合成原子核時，平均每個核子所釋放的結(jié)合能，它也等于把原子核拆散成每個核子時，外界的結(jié)合能，它也等于把原子核拆散成每個核子時，外界必須提供給每個核子的平均能量。必須提供給每個核子的平均能量

10、。 比結(jié)合能：比結(jié)合能：結(jié)合能結(jié)合能核子數(shù)核子數(shù)=問題三：核穩(wěn)定程度的量度- 比結(jié)合能挑戰(zhàn)自我挑戰(zhàn)自我1、一下關(guān)于核力的說法正確的是、一下關(guān)于核力的說法正確的是 （ ）A、核力存在于任何核子之間、核力存在于任何核子之間B、核力只存在于相鄰的核子之間、核力只存在于相鄰的核子之間C、核力與萬有引力性質(zhì)相同、核力與萬有引力性質(zhì)相同D、核力是一種短程的強作用力、核力是一種短程的強作用力BD考查點：核力的性質(zhì)考查點：核力的性質(zhì)2、當(dāng)氘核和氚核聚合成氦核時會釋放大量能量，、當(dāng)氘核和氚核聚合成氦核時會釋放大量能量，設(shè)氘核的質(zhì)量為設(shè)氘核的質(zhì)量為m1，氚核的質(zhì)量為，氚核的質(zhì)量為m2，氦核的，氦核的質(zhì)量為質(zhì)量為m

11、3,中子的質(zhì)量為中子的質(zhì)量為m4,則反應(yīng)過程中釋放的則反應(yīng)過程中釋放的能量為：能量為： （ ） 挑戰(zhàn)自我挑戰(zhàn)自我2321)(cmmm2421)(cmmm24321)(cmmmm22143)(cmmmmA、C、D、B、CnHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10423121核反應(yīng)方程為：核反

12、應(yīng)方程為：2mcE 挑戰(zhàn)自我挑戰(zhàn)自我3、一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，、一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個同時輻射一個光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2、m m3 3，普朗克常數(shù)為，普朗克常數(shù)為h h，真空中，真空中的光速為的光速為c c，下列說法正確的是，下列說法正確的是（ ）A A、核反應(yīng)方程是、核反應(yīng)方程是HnH3110112321)(cmmmhD、 光子的波長光子的波長C、輻射出的、輻射出的光子的能量光子的能量 E=（m3-m1-m2)c2B、聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損、聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損m=m1+

13、m2-m3B 課堂小結(jié)課堂小結(jié)1、當(dāng)核子結(jié)合成原子核時要、當(dāng)核子結(jié)合成原子核時要_ (“吸收吸收”或或“放出放出”)一定的能量，原子核分解成核子時，要一定的能量，原子核分解成核子時，要_ (“吸收吸收”或或“放出放出”)同樣的能量，這個能同樣的能量，這個能量叫做原子核的結(jié)合能。量叫做原子核的結(jié)合能。2、結(jié)合能與核子數(shù)之比稱、結(jié)合能與核子數(shù)之比稱_,平均結(jié)合平均結(jié)合能能_ (“越大越大”“”“越小越小”)表示原子核中核子表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。3、求解原子核的結(jié)合能的方法是：、求解原子核的結(jié)合能的方法是：吸收吸收放出放出比結(jié)合能比結(jié)合能越大越大2mcE 面對煤和石油利用中產(chǎn)生的溫室效應(yīng)、環(huán)境污染等問題，世界面對煤和石油利用中產(chǎn)生的溫室效應(yīng)、環(huán)境污染等問題，世界各國都對核能的發(fā)展給予極大興趣。核能是一種清潔、安全、技各國都對核能的發(fā)展給予極大興趣。核