高二物理選修3-5-原子核全章-ppt1資料

高二物理選修3-5-原子核全章-ppt11896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性．具有發(fā)射性的元素稱為放射性元素．元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象．一、天然放射現(xiàn)象放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性．放大了1000倍的鈾礦石天然放射現(xiàn)象在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外，還有些什么性質(zhì)呢？這些射線帶不帶電呢？二、射線到底是什么天然放射現(xiàn)象射線射線射線電離能力貫穿能力速度成分氦原子核高速電子流高能量電磁波1/10光速接近光速光速弱較強(qiáng)很強(qiáng)很容易較弱更小閱讀課文填寫表格：放射型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種：天然放射現(xiàn)象三種射線α射線β射線γ射線α射線根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系可以確定，偏轉(zhuǎn)較小的一束由帶正電荷的粒子組成，我們把它叫做α射線，α射線由帶正電的α粒子組成.科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)α粒子帶的正電荷是電子電荷的2倍，α粒子質(zhì)量大約等于氦原子的質(zhì)量.進(jìn)一步研究表明α粒子就是氦原子核.由于α粒子的質(zhì)量較大，所以α射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張厚紙就能把它擋住.β射線與α射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)電荷，我們把它叫做β射線.研究發(fā)現(xiàn)β射線由帶負(fù)電的粒子（β粒子）組成.進(jìn)一步研究表明β粒子就是電子.β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板.γ射線中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線叫做γ射線，研究表明，γ射線的實(shí)質(zhì)是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，它不帶電，是中性的.γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚的鉛板.三、原子核的組成放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu).原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？原子核又是由什么粒子組成的呢？質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子。經(jīng)過研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍.進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核.同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。------質(zhì)子是原子核的組成部分。原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量？盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)．核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量>中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電.是中性粒子.在對(duì)各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子.原子核的表示:X表示

元素符號(hào)Z表示

質(zhì)子數(shù)A表示

質(zhì)量數(shù)如質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，（質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同），則互為同位素。原子核的組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子

U

He

H

114223592X

AZ（核）電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核的組成10－15m元素符號(hào)質(zhì)子中子核子質(zhì)子數(shù)核外電荷數(shù)原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)核子數(shù)中子+質(zhì)子同位素12原子核的組成氫原子核(H)最簡(jiǎn)單，它就是一個(gè)質(zhì)子，核外有一個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；氦原子核(He)是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的，核外有2個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；鋰原子核(Li)是由3個(gè)質(zhì)子和4個(gè)中子組成的，核外有3個(gè)電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)；鈹原子核(Be)由4個(gè)質(zhì)子和5個(gè)中子組成，核外有4個(gè)電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)；……

原子核的組成各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個(gè)數(shù)（核的電荷數(shù)）和核外電子的個(gè)數(shù)都相同，它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數(shù)；原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù)，它等于該元素原子量的整數(shù)部分.在某種核反應(yīng)中，一個(gè)中子變成一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子.這就是原子核內(nèi)沒有電子，又會(huì)放出電子，產(chǎn)生β射線的原因.氘和氚是氫的同位素，關(guān)于氫、氘、氚的原子，下列說法哪個(gè)正確？（1）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；（2）具有不同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；（3）具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；（4）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、不同的電子數(shù)．第二節(jié)天然放射性元素：能夠自發(fā)地放出射線的元素。原子序數(shù)大于83的所有元素，都具有放射性；原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性。鉛盒放射源照相底片帶正電不帶電帶負(fù)電

γ氦核流電子流高頻電磁波（光子流）+2e-e不帶電

最強(qiáng)

較強(qiáng)

最弱最弱較強(qiáng)最強(qiáng)三種射線性質(zhì)

0.1c

0.9c

c原子核的組成1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核時(shí)，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。盧瑟福（1871~1937）核反應(yīng)方程式?ＴＡ：放射性物質(zhì)Ｃ：容器Ｔ：閥門Ｆ：鋁箔Ｓ：熒光屏Ｍ：顯微鏡ＴＣＳＭ氮?dú)猓危睩A質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變查得威克（1856~1940）釙Ｐo鈹Ｂｅ石蠟不可見粒子不可見粒子不可見粒子質(zhì)子質(zhì)子質(zhì)子α粒子α粒子轟擊鈹產(chǎn)生的不可見粒子是什么？中子的發(fā)現(xiàn)核反應(yīng)方程式?1．定義：我們把一種元素經(jīng)放射過程變成另一種元素的現(xiàn)象，稱為原子核的衰變。放射線是怎樣產(chǎn)生的？一、原子核的衰變放出α射線的衰變叫α衰變放出β射線的衰變叫β衰變放出γ射線的衰變叫γ衰變

γ衰變伴隨著α衰變或β衰變。2．衰變方程α衰變?chǔ)滤プ兯プ円?guī)律：質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒二、核反應(yīng)方程盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子查得威克α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)中子核反應(yīng)規(guī)律：1．質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒2．能量守恒2個(gè)衰期3個(gè)衰期1個(gè)衰期三、例1．下列核反應(yīng)方程中正確的是（）B例2．α粒子轟擊硼10生成氮13和X粒子；氮13具有放射性，放出Y粒子并生成碳13，則X粒子和Y粒子分別是A．質(zhì)子和中子B．質(zhì)子和電子C．中子和電子D．中子和正電子Ｄ寫出核反應(yīng)方程例3．（2007上海卷）衰變?yōu)橐?jīng)過m次衰變和n次衰變，則m，n分別為

（A）2，4 （B）4，2 （C）4，6（D）16，6B例4．下列說法正確的是（）A.α射線與γ射線都是電磁波B.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ贒.原子核經(jīng)過衰變生成新核，則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量C課堂練習(xí)題1.關(guān)于α射線,β射線,γ射線,下列說法正確的是:A．α射線是十分之一光速的氦核,不帶電Ｂ．β射線是高速電子流,穿透能力最強(qiáng)Ｃ．γ射線是α衰變或β衰變產(chǎn)生的新核輻射出來的Ｄ．γ射線是波長(zhǎng)極短的電磁波,電離作用最弱2.鉍210半衰期是5天,100克的鉍210經(jīng)過15天后,發(fā)生了衰變的有

A.12.5克B.25克C.50克D.87.5克ＣＤＤ3.關(guān)于放射元素放出α、β、γ三種射線的說法中正確的是（）

A.原子核每放出一個(gè)α粒子，就減少兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子。

B.原子核每放出一個(gè)β粒子，就增加一個(gè)質(zhì)子，減少一個(gè)中子。

C.原子核每放出一個(gè)β粒子，就增加一個(gè)中子，減少一個(gè)質(zhì)子。

D.原子核在放出α射線、β射線的同時(shí)，常伴隨著放出γ射線。答案ABD課堂練習(xí)題4．α粒子轟擊硼10生成氮13和X粒子；氮13具有放射性，放出Y粒子并生成碳13，則X粒子和Y粒子分別是A．質(zhì)子和中子B．質(zhì)子和電子C．中子和電子D．中子和正電子Ｄ5．礦石中含有A，B兩種放射性元素，已知A元素的半衰期為10天。B元素的半衰期為30天，經(jīng)過60天后，兩種放射性元素的質(zhì)量恰好相等，則礦石中A，B兩種元素原來的質(zhì)量之比是A．16：1B．8：1C．4：1D．2：1Ａ7．某原子核的衰變過程如下（符號(hào)表示放射一個(gè)粒子，表示放射一個(gè)粒子）：ABC則可知()A.核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于2B.核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于5C.原子核為A的中性原子中的電子數(shù)比原子核為B的中性原子的電子數(shù)多1D.核C的質(zhì)子數(shù)比核A的質(zhì)子數(shù)少1D放射性同位素同位素與放射性同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱同位素．具有放射性的同位素叫做放射性同位素天然放射性同位素只不過40幾種，而今天人工制造的放射性同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有了放射性同位素．放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)研究的許多方面得到了廣泛的應(yīng)用．正電子的發(fā)現(xiàn)約里奧·居里伊麗芙·居里放射性同位素的應(yīng)用利用它的射線做為示蹤原子γ射線探傷、消除靜電、食物保鮮、培育新品種、消毒滅菌、放射療法檢查輸油管道漏油、作物施肥、藥物劑量、生物科學(xué)（牛胰島素）核力與結(jié)合能核力及其性質(zhì)核力使核子結(jié)合在一起的強(qiáng)相互作用（引力）核子以什么力結(jié)合成原子核中子質(zhì)子核力存在于質(zhì)子之間、中子之間及中子與質(zhì)子之間，即核子之間。核力是只在2.0×10－15米距離內(nèi)起作用的短程強(qiáng)相互作用力。由于核子的大小約為0.8×10－15米，故只有相鄰的核子之間才有核力作用。核力的本質(zhì)仍在研究中。原子核示意圖重核和輕核排在元素周期表比較靠后的元素對(duì)應(yīng)的原子核叫重核；排在比較靠前的叫輕核。排在83號(hào)鉍之后的原子核都不穩(wěn)定，它們自動(dòng)分解或衰變成更輕的原子核；排在92號(hào)元素鈾之后的原子核十分不穩(wěn)定，無法在自然狀態(tài)下存在。結(jié)合能用高能量的γ光子照射氘核，可以使它分解為質(zhì)子和中子，這時(shí)的核反應(yīng)方程為當(dāng)光子的能量小于2.22MeV時(shí)，這個(gè)核反應(yīng)并不發(fā)生，只有當(dāng)光子的能量大于或等于2.22MeV時(shí)，這個(gè)核反應(yīng)才會(huì)發(fā)生；反過來，一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，要放出2.22MeV的能量，這個(gè)能量以γ光子的形式釋放出去。結(jié)合能可見，當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量．這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能．平均結(jié)合能原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比稱為該原子核的平均結(jié)合能。平均結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定。核子平均質(zhì)量核子的平均質(zhì)量與原子序數(shù)之間的關(guān)系愛因斯坦（1879~1955）愛因斯坦打開了核能應(yīng)用之門愛因斯坦質(zhì)能方程：E=mc2△E=△mc2？質(zhì)量虧損：1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于_____Mev的能量。即1uc2=931·5Mev931·5中子的質(zhì)量=1.008665u質(zhì)子的質(zhì)量=1.007276u中子和質(zhì)子的質(zhì)量和=2.015941u氘核的質(zhì)量=2.013553u質(zhì)量差=0.002388u在上面的計(jì)算里，u表示原子質(zhì)量單位，1u=1.660566×10-27kg．例如:有關(guān)問題的理解和注意事項(xiàng)第一.核反應(yīng)過程中:核子結(jié)合成原子核時(shí),新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量(質(zhì)量虧損),同時(shí)以光子形式釋放核能;原子核分解為核子時(shí),需要吸收一定能量,核子的總質(zhì)量大于原原子核的質(zhì)量.第二.核反應(yīng)過程中,質(zhì)量虧損時(shí),核子個(gè)數(shù)不虧損(即質(zhì)量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后,核內(nèi)每個(gè)核子仿佛“瘦了”一些.第三.質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失,而是減少的質(zhì)量m以能量形式輻射(動(dòng)質(zhì)量),因此質(zhì)量守恒定律不被破壞.第四.公式ΔE=Δm·c2的單位問題國際單位:m用“kg”C用“m/s”ΔE用“J”常用單位:m用“u(原子質(zhì)量單位)”1u=1.660566×10-27kgΔE用“uc2”1uc2=931.5MeV(表示1u的質(zhì)量變化相當(dāng)于931.5MeV的能量改變)第五.核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個(gè)數(shù)量級(jí).例１：指出下列核反應(yīng)中的錯(cuò)誤并更正：（1）N+α

=O+質(zhì)子（2）C+He→O+H（3）Be+He→C+γ（4）H+n→H+γ14717714742178119442136110112課堂練習(xí):(1)試證明，1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931.50MeV的能量．1u=1.6606×-27kg，光速c=2.9979×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．(2)碳原子的質(zhì)量是12.000000u，可以看做是由6個(gè)氫原子(質(zhì)量是1.007825u)和6個(gè)中子(1.008665u)組成的．求核子結(jié)合成碳原子核時(shí)釋放的能量．(在計(jì)算中可以用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量，用氫原子的質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量，因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量可以在相減過程中消去．)知識(shí)鞏固放射性同位素核能約里奧·居里、伊麗芙·居里夫婦利用它的射線γ射線探傷、消除靜電、食物保鮮、培育新品種、消毒滅菌、放射療法做為示蹤原子檢查輸油管道漏油、作物施肥、藥物劑量、生物科學(xué)（牛胰島素）△mc2931.5Mev§19.5核力與結(jié)合能人教版選修3—5一、核力與四種基本相互作用①20世紀(jì)初，人們知道自然界存在萬有引力和電磁力這兩種基本相互作用，你能算出相同的距離上，兩質(zhì)子間的電磁力是萬有引力的多少倍？質(zhì)子間的電磁力是萬有引力的1035倍②是什么作用使質(zhì)子在原子核內(nèi)共存？這種作用力有哪些特點(diǎn)？人們對(duì)這種相互作用的認(rèn)識(shí)還有哪些有待完善？原子核中的質(zhì)子要靠自身的萬有引力來抗衡相互間的庫侖力是不可能的。猜想：有第三種力--核力，是核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核。一、核力與四種基本相互作用②是什么作用使質(zhì)子在原子核內(nèi)共存？這種作用力有哪些特點(diǎn)？人們對(duì)這種相互作用的認(rèn)識(shí)還有哪些有待完善？2.核力是短程力。約在10-15m量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.8×10-15m時(shí)為引力,距離為10×10-15m時(shí)核力幾乎消失，距離小于0.8×10-15m時(shí)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起。1.核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的一種表現(xiàn)。在原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力大得多。3.核力具有飽和性。每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱之為核力的飽和性。特點(diǎn)4.核力具有電荷無關(guān)性。對(duì)給定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，核力與核子電荷無關(guān)。（見書本P79圖）②是什么作用使質(zhì)子在原子核內(nèi)共存？這種作用力有哪些特點(diǎn)？人們對(duì)這種相互作用的認(rèn)識(shí)還有哪些有待完善？小于0.8×10-15m時(shí)核力的變化規(guī)律還不清楚。一、核力與四種基本相互作用③第四種基本相互作用就是弱相互作用，它有何作用？有何特點(diǎn)？弱相互作用是引起原子核發(fā)生β衰變的原因,即引起中子→質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10-8m，作用強(qiáng)度比電磁力弱。1.萬有引力：引力主要在宏觀和宇宙尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定了宇宙的現(xiàn)狀和未來。四種相互作用3.強(qiáng)相互作用：在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起。2.電磁力：在原子核外，電磁力使電子結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體與固體。電磁力和萬有引力都是“長(zhǎng)程力”，即它們可以作用到無限遠(yuǎn)的距離，當(dāng)然距離越遠(yuǎn)，力就越小4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子－質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10－18m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。物理學(xué)有一條理論：叫做簡(jiǎn)單才是美。能否將這四條理論統(tǒng)一起來呢？一、核力與四種基本相互作用一、核力與四種基本相互作用典例探究例1（A級(jí)）.從以下幾個(gè)方面比較核反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)的相同和不同之處（1）它們分別涉及四種基本相互作用的哪一種？（2）每種反應(yīng)分別改變了或重新安排了什么？二、原子核中質(zhì)子和中子的比例①穩(wěn)定的輕核（原子序數(shù)小于20）的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有何特點(diǎn)？你能分析其中的原因嗎？輕核（原子序數(shù)小于20）的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)大致相等；對(duì)輕核而言，核子數(shù)量相對(duì)較小，核子間距處于核力作用范圍之內(nèi)，由于核力遠(yuǎn)大于電磁力，即使質(zhì)子和中子成對(duì)出現(xiàn)，強(qiáng)大的核力也可以將核子緊緊地束縛在原子核的范圍之內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核。②穩(wěn)定的重核（原子序數(shù)大于20）的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有何特點(diǎn)？你能分析其中的原因嗎？二、原子核中質(zhì)子和中子的比例重核（原子序數(shù)大于20）的質(zhì)子數(shù)小于中子數(shù)；對(duì)于重核而言，核子數(shù)量大，核子間距也大，由于核力的飽和性，核力會(huì)因?yàn)楹俗娱g距的變大而大幅度減小，甚至小于電磁力。如果質(zhì)子和中子再成對(duì)出現(xiàn)，原子核不穩(wěn)定；如果只增加中子，由于中子之間不存在庫侖力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以重核內(nèi)中子數(shù)會(huì)明顯大于質(zhì)子數(shù)。二、原子核中質(zhì)子和中子的比例不能；由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果我們我們繼續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒有核力的作用，這時(shí)即使再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。③若不斷增大原子核的中子數(shù)，能不斷增大原子核嗎？為什么？三、結(jié)合能①將一個(gè)質(zhì)子和中子結(jié)合在一起，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？若要把它們分開，需要什么條件？宏觀模型：相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬有引力而相互接近，運(yùn)動(dòng)速度越來越大，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能最后撞在一起，動(dòng)能變成它們的內(nèi)能散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代價(jià)－－失去了一些能量，如果要把它們分開，還要重新賦予它們這份能量。微觀模型：原子核是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的結(jié)合能。類比分析：要使基態(tài)氫原子電離，也就是要從氫原子中把電子剝離，需要通過碰撞、施加電場(chǎng)、賦予光子等某種途徑讓它得到13.6eV的能量。這個(gè)能量實(shí)際上就是電子與氫原子核的結(jié)合能，不過通常把它叫做氫原子的電離能，而結(jié)合能一詞只用在原子核中

②結(jié)合能是原子具有的能量嗎？如何理解結(jié)合能？三、結(jié)合能當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量。這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能。結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。③結(jié)合能的大小與什么因素有關(guān)？組成原子核的核子數(shù)，組成原子核的核子數(shù)越多，結(jié)合能越大。

結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。因?yàn)楸冉Y(jié)合能越大，將每個(gè)核子分開所需的能量越大。三、結(jié)合能④什么是比結(jié)合能？為什么說比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合越牢固、原子越穩(wěn)定？四、質(zhì)量虧損①物體的質(zhì)量和能量有何關(guān)系？若一個(gè)物體質(zhì)量減小了△m，那么它的能量減小多少？愛因斯坦的質(zhì)能方程：E＝mc2，

能量減小ΔE=Δm·c2②已知中子的質(zhì)量mn=1.6749×10-27kg，質(zhì)子的質(zhì)量為mp=1.6726×10-27kg，氘核的質(zhì)量mD=3.3436×10-27kg。將一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核，質(zhì)量減小了多少？能量減小了多少？氘核的結(jié)合能是多少？比結(jié)合能是多少？四、質(zhì)量虧損②已知中子的質(zhì)量mn=1.6749×10-27kg，質(zhì)子的質(zhì)量為mp=1.6726×10-27kg，氘核的質(zhì)量mD=3.3436×10-27kg。將一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核，質(zhì)量減小了多少？能量減小了多少？氘核的結(jié)合能是多少？比結(jié)合能是多少？質(zhì)量減小量:

△m=(mp+mn)-

mD=0.0039×10-27kg；能量減小量:

△E=△m

c2=3.51×10-13J=2.19×106eV；結(jié)合能:△E=△m

c2=2.19MeV；比結(jié)合能為:△E/n=△E/2=1.10MeV。四、質(zhì)量虧損③將一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核，能量減小了，是否違反了能量守恒定律？為什么？沒有違反能量守恒定律；減小的這部分能量以γ光子釋放出去。④將一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氘核，質(zhì)量減小了，是否違反了質(zhì)量守恒定律？為什么？沒有違反質(zhì)量守恒定律；減小的那部分質(zhì)量等于γ光子的動(dòng)質(zhì)量。⑤什么是質(zhì)量虧損？質(zhì)量虧損表明什么？四、質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象稱為質(zhì)量虧損。質(zhì)量虧損表明，的確存在著原子核的結(jié)合能。⑥如右圖，哪些原子核最穩(wěn)定，為什么？

中等大小的核最穩(wěn)定，因?yàn)檫@些核的比結(jié)合能最大（平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最大）。四、質(zhì)量虧損⑦若要釋放結(jié)合能，我們可以怎么做？為什么？使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等質(zhì)量的核；因?yàn)槭馆^重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加，即核子將發(fā)生新的質(zhì)量虧損，釋放新的核能。典例探究四、質(zhì)量虧損反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量和反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變核子結(jié)合成核時(shí)，一定釋放核能γ光子具有的能量為例2（B級(jí)）.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，同時(shí)釋放γ光子，核反應(yīng)方程是,下列說法正確的是（）為核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損ACD典例探究四、質(zhì)量虧損例3(B級(jí)).碳原子質(zhì)量的1/12叫做原子質(zhì)量單位，用u表示。試證明1u相當(dāng)于931MeV。證明：碳原子的摩爾質(zhì)量為M=12g/mol，所以一個(gè)碳原子質(zhì)量為m=M/NA=1.993×10-26kg所以1u=m/12=M/12NA=1.6606×10-27kg代入公式E=mc2得：

E=1.4924×10-10J=931MeV得證第

五

節(jié)

裂

變

和

聚

變當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量（2.22Mev)；原子核分解成核子時(shí)，吸收同樣的能量（2.22Mev)．這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能．一、結(jié)合能平均結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為平均結(jié)合能。也叫比結(jié)合能。平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。二、核能計(jì)算核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量虧損Δm，正表明它們?cè)诨ハ嘟Y(jié)合過程中放出了能量ΔE=Δm·c2三、如何釋放核能三、如何釋放核能第五節(jié)裂變和聚變一、重核裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（H35408）重核裂變二、輕核聚變與熱核反應(yīng)