5.1核能來(lái)自何方

1、第一節(jié) 核能來(lái)自何方,第五章核能與社會(huì),原子核,質(zhì)子（帶正電）,中子,統(tǒng)稱為核子,回顧：原子核的組成,思考：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子為什么在庫(kù)侖斥力的作用下還能夠擠在一起而不飛散？ 猜想：萬(wàn)有引力？,驗(yàn)證：質(zhì)子間的電磁力是萬(wàn)有引力的1035倍 結(jié)論：核子不可能靠自身萬(wàn)有引力抗衡庫(kù)侖斥力。 猜想：存在第三種力核力，是核力把核子束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核。,一、核力與核的穩(wěn)定性,2、特點(diǎn)（1）. 核力是強(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(kù)侖力大得多。 （2）. 核力是短程力。約在10-15m 數(shù)量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.810-15m時(shí)為引力, 距離為1010-1

2、5m 時(shí)核力幾乎消失，距離小于 0.810-15m 時(shí)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起。 （3）. 核力與電荷無(wú)關(guān)。核力與核子電荷無(wú)關(guān)。 （4）. 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。,（1）核力 1、定義：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力。,1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,二、結(jié)合能與平均結(jié)合能,例如：,2平均結(jié)合能,原子核核子越多，它的結(jié)合能越高。因此，有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱作平均結(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

3、核越穩(wěn)定。,1.從相對(duì)論得出，物體的能量和質(zhì)量之間存在如下密切聯(lián)系。,三、愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程,例1：中子的質(zhì)量為1.67491027Kg 質(zhì)子的質(zhì)量為1.67261027Kg 氘核的質(zhì)量為3.34361027Kg ， 求氘核的平均結(jié)合能。,解：?jiǎn)蝹€(gè)中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和為：,與氘核質(zhì)量之差為：,由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程為：,氘核的平均結(jié)合能為：,2.質(zhì)量虧損把組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差叫做核的質(zhì)量虧損。,核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以要放出能量，大小為：,中等大小的核的平均結(jié)合能最大（平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最大），這些核最穩(wěn)定。,質(zhì)量虧損表明：的確存在原子核的結(jié)合能,讓DE變成

4、F，或者讓A變成B和C，能不能釋放核能？,例2 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931 MeV。,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=1.99310-26kg 所以1u=m/12=1.660610-27kg 代入公式E=mc2得： E=1.492410-10J=931MeV,1.對(duì)核子結(jié)合成原子核的下列說(shuō)法正確的是( ) A.原子核內(nèi)的核子間均存在核力 B.原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫(kù)侖力 C.穩(wěn)定原子核的質(zhì)子數(shù)總是與中子數(shù)相等 D.對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子數(shù)起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用,課堂

5、練習(xí),D,核力是短程力，只有相鄰核子間才存在核力,對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用,2.科學(xué)研究表明,自然界存在四種基本相互作用,我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力,那么分子力實(shí)質(zhì)上屬于( ) A.引力相互作用 B.電磁相互作用 C.強(qiáng)相互作用和弱相互作用的共同作用 D.四種基本相互作用的共同作用,課堂練習(xí),B,在10-10m這個(gè)范圍內(nèi)引力作用和電磁作用都存在,但由于電磁力遠(yuǎn)大于萬(wàn)有引力,引力作用可以忽略不計(jì),因此分子力本質(zhì)上屬于電磁相互作用.,分子作用范圍約在10-10m數(shù)量級(jí)上,強(qiáng)相互作用和弱相互作用都是短程作用力.,3.對(duì)結(jié)合能、平均結(jié)合能的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.一切原子核均具有結(jié)合能 B.自由核子結(jié)合為原子核時(shí)，可放出能量 C.結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 D.平均結(jié)合能越大的原子