核力與結(jié)合能課件-高二下學(xué)期物理人教版選擇性2

第五章

原子核第3節(jié)核力與結(jié)合能1.知道四種基本相互作用，知道核力的性質(zhì)。2.認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能的概念。3.能用質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程計(jì)算核能相關(guān)的問(wèn)題。

原子核是由中子和質(zhì)子構(gòu)成的。在原子核那樣狹小的空間里，是什么力量把帶正電的質(zhì)子緊緊地束縛在一起而不飛散開(kāi)呢？①作用：原子核里的核子間存在相互作用的核力，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核1.核力②特點(diǎn)：核力是強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的一種表現(xiàn)；核力是短程力，作用范圍只有約10-15m；每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用知識(shí)點(diǎn)一：核力與四種基本相互作用

2.四種基本相互作用①核力為短程力②在原子核尺度內(nèi)，核力遠(yuǎn)大于庫(kù)侖力③核力只存在于核子之間，每個(gè)核子只跟臨近的核子發(fā)生核力作用引力相互作用電磁相互作用強(qiáng)相互作用弱相互作用3.核力特點(diǎn)引力相互作用引力是自然界的一種基本相互作用，地面物體所受的重力只是引力在地球表面附近的一種表現(xiàn)。電磁相互作用電荷間與磁體間的相互作用宏觀物體之間的壓力、拉力、彈力、支持力等等，都起源于這些電荷之間的電磁相互作用。彈力強(qiáng)相互作用原子核中的核子之間存在一種很強(qiáng)的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核。pnnppn短程力：約在10-15

m量級(jí)時(shí)起作用弱相互作用在某些放射現(xiàn)象中起作用的另一種基本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。短程力（弱相互作用）：約在10-18m量級(jí)時(shí)起作用知識(shí)點(diǎn)二：結(jié)合能思考討論：如圖氦原子核是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子憑借核力結(jié)合在一起的，要把它們分開(kāi)，需要吸收能量。反過(guò)來(lái)，4個(gè)核子結(jié)合成氦原子核要放出能量。那么，把核子分開(kāi)需要的能量與核子結(jié)合放出的能量有什么關(guān)系?核子結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量，或原子核分解成核子時(shí)所吸收的能量，都叫做原子核的結(jié)合能.1.結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與其核子數(shù)之比，稱為比結(jié)合能.（1）比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定.2.比結(jié)合能：（2）核子數(shù)較小的輕核和核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能都較小，中等核子數(shù)的原子核，比結(jié)合能較大，即這樣的原子核比較穩(wěn)定.（3）當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化為比結(jié)合能較大的原子核時(shí)，就可釋放核能。

由圖可知，中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能最大，輕核和重核的比結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核小。1.定義：組成原子核的核子的總質(zhì)量與新原子核的質(zhì)量只差，叫做核的質(zhì)量虧損.2.質(zhì)能方程：原子核釋放能量時(shí)，要產(chǎn)生質(zhì)量虧損.物體的能量與質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，即E=mc2ΔE=Δmc2或知識(shí)點(diǎn)三：質(zhì)量虧損（3）在核反應(yīng)中任然遵守能量守恒定律、質(zhì)量守恒定律.（4）質(zhì)量是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度.（2）質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)化為能量，只是靜止質(zhì)量減少.（1）物體的質(zhì)量包括靜止的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量.質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量.3.說(shuō)明：4．質(zhì)能方程與核能的計(jì)算(1)對(duì)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的理解①質(zhì)能方程質(zhì)能方程：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論指出，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，其關(guān)系是E＝mc2。②質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過(guò)程中以能量的形式輻射出去了。物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程也寫(xiě)為ΔE＝Δmc2。(2)核能的計(jì)算方法①根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算a.根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損Δm。b.根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計(jì)算核能。其中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。②利用原子質(zhì)量單位u和電子伏特計(jì)算根據(jù)1u≈931.5MeV的能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。其中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV?！纠}】已知中子的質(zhì)量mn為1.6749×10-27kg，質(zhì)子的質(zhì)量mp為1.6726×10-27kg，氘核的質(zhì)量mD為3.3436×10-27kg，求氘核的比結(jié)合能。單個(gè)的質(zhì)子與中子的質(zhì)量之和為這個(gè)數(shù)值與氘核質(zhì)量之差與這個(gè)質(zhì)量差相對(duì)應(yīng)的能量為

解：在核物理中，能量單位常常使用電子伏特(eV)，即所以，氘核的結(jié)合能是氘核的比結(jié)合能為

1.氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成,這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力和核力,則三種力從大到小的順序是(

)A.核力、萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力 B.萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力、核力C.庫(kù)侖力、核力、萬(wàn)有引力 D.核力、庫(kù)侖力、萬(wàn)有引力D

ABC3.在研究原子核的衰變過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鈾238發(fā)生衰變產(chǎn)生了新核釷234，其衰變方程為

，下列判斷正確的是(

)A.該衰變類型為β衰變B.衰變方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒，所以沒(méi)有質(zhì)量虧損C.鈾238的結(jié)合能大于釷234的結(jié)合能D.鈾238的比結(jié)合能大于釷234的比結(jié)合能C4.取質(zhì)子的質(zhì)量mp＝1.6726×10－27kg，中子的質(zhì)量mn＝1.6749×10－27kg，α粒子的質(zhì)量mα＝6.6467×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s。請(qǐng)計(jì)算α粒子的結(jié)合能。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：組成α粒子的核子與α粒子的質(zhì)量差Δm＝(2m