核力與結合能

要點一、核力與四種基本相互作用1．核力：原子核中的核子之間存在一種很強的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結合在一起，形成穩(wěn)定的原子核．這種作用稱為強相互作用。2．強相互作用的特點(1)強相互作用是短程力，作用范圍只有約10－15m。(2)距離增大時，強相互作用急劇減小．超過10－15m，相互作用不存在。3．弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子—質子轉變的原因。(2)弱相互作用是短程力，其力程只有10－18m。4．四種基本相互作用要點二、結合能與質量虧損（一）結合能1．結合能：原子核是核子憑借核力結合在一起構成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的結合能。2．比結合能：原子核的結合能與核子數(shù)之比，叫作比結合能，也叫作平均結合能．比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定．中等大小的核的比結合能最大，最穩(wěn)定。（三）質量虧損1．質能方程：物體的能量與它的質量的關系是：E＝mc2。2．質量虧損：原子核的質量小于組成它的核子的質量之和的現(xiàn)象。要點突破一：四種基本相互作用在不同尺度上發(fā)揮作用(1)引力相互作用：引力主要在宏觀和宏觀尺度上“獨領風騷”。是引力使行星繞著恒星轉，并且聯(lián)系著星系團，決定著宇宙的現(xiàn)狀。萬有引力是長程力。(2)電磁相互作用：電磁力在原子核外，電磁力使電子不脫離原子核而形成原子，使原子結合成分子，使分子結合成液體和固體。(3)強力：即強相互作用，在原子核內，強力將核子束縛在一起，強力是短程力。(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—質子轉變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強力更短，為10－18m，作用強度則比電磁力小。二：核力的性質(1)核力是四種相互作用中的強相互作用(強力)的一種表現(xiàn)。(2)核力是短程力。約在10－15m數(shù)量級時起作用，距離大于0.8×10－15m時為引力，距離小于0.8×10－15m時為斥力，距離為10×10－15m時核力幾乎消失。(3)核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產生較強的引力，而不是與核內所有核子發(fā)生作用。(4)核力具有電荷無關性。核力與核子電荷無關。三：原子核中質子與中子的比例關系(1)較輕的原子核質子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核，其中子數(shù)大于質子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多。(2)形成原因：①若質子與中子成對地人工構建原子核，隨原子核的增大，核子間的距離增大，核力和電磁力都會減小，但核力減小得更快。所以當原子核增大到一定程度時，相距較遠的質子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個原子核就不穩(wěn)定了。②若只增加中子，因為中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質子數(shù)多。③由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。四：結合能和比結合能結合能把原子核分成核子時吸收的能量或核子結合成原子核時放出的能量比結合能等于原子核的結合能與原子核中核子個數(shù)的比值，它反映了原子核的穩(wěn)定程度比結合能曲線不同原子核的比結合能隨質量數(shù)變化圖線如圖所示從圖中可看出，中等大小的核的比結合能最大，輕核和重核的比結合能都比中等大小的核的比結合能要小2.質量虧損核能的計算（1）質量虧損Δm的理解：所謂質量虧損，并不是質量消失，而是減少的質量在核子結合成核的過程中以能量的形式輻射出去了。反過來，把原子核分裂成核子，總質量要增加，總能量也要增加，增加的能量要由外部供給。3．質能方程E＝mc2的理解(1)根據質能方程，物體的總能量與其質量成正比。物體質量增加，則總能量隨之增加；質量減少，總能量也隨之減少，這時質能方程也寫作ΔE＝Δmc2。(2)運用質能方程時應注意單位．一般情況下，公式中各量都應取國際單位制單位。但在微觀