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1、14.5核力与结合能教学目标：1.了解四种相互作用，知道核力的特点。2.认识原了核的结合能及质蜃亏损，并能应用质能方程进行计算。3.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因教学重难点：1.理解核力的特点2.理解原子核中质子和屮子的比例问题3.质量亏损的计算，结合能和比结合能的理解和计算。教学过程：一、引入：原子核的半径约为10-15m,只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10汽那么质子为什么能挤在一起而不E散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一
2、起了呢?今天就来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能二、授新1.核力与四种相互作用：万有引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用。（1）核力的特点：①核力是四种相互作用屮的强相互作用（强力）的一种表现。在原了核尺度内，核力比库仑力大得多。②核力是短程力。约在10-,5m量级吋起作用，距离大于0.8xl0-I5m吋为引力，距离为10xl0',5m时核力儿乎消失，距离小于O.8xlO-,5m时为斥力，因此核子不会融合在-•起。③核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称Z为核力的饱和性。④核力具有电荷无关性。对
3、给定的和对运动状态，核力与核了电荷无关。（2）弱相互作用弱和互作用是引起原子核发生卩衰变的原因，即引起中子一＞质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-,8m,作用强度比电磁力弱。2.原了核屮质了和屮了的比例轻核（原子序数小于20）的质子数和小子数人致相等；对轻核而言，核子数量相对较小，核子间距处于核力作用范围Z内，由于核力远大于电磁力，即使质了和中了成对出现，强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内，形成稳定的原子核。重核（原了序数人于20）的质了数小于屮了•数；对于重核而言,核了数屋大，核了间距也人，由于核力
4、的饱和性，核力会因为核了间距的变大而人幅度减小，甚至小于电磁力。如果质子和中子再成对出现，原子核不稳定；如果只增加中子，由于中子之间不存在库仑力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以重核内中子数会明显人丁•质子数。山于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果我们我们继续增大原子核，一些核了间的距离会大到其间根木没冇核力的作用，这时即使再增加中了，形成的核也一定是不稳定的。例1:关于核子接合成原子核，下列说法正确的是（）A•原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力与库仑力C.稳定的原子核的质子数总是与中子数相
5、等D.对质子数较多的原子核，具屮的屮子数起到增加核力，维系原子核稳定的作用1.结合能打比结合能：（1）结合能E：把一个原了核中结合在一起的核了彻底分开需要吸收一定的能量，分开的核子接合成原子核会释放同样多的能量。这个能量叫做结合能EoF（2）比结合能◎结合能与核了数的比值叫做比结合能。e=-on（3）不同原了核的比结合能是不同的，中等质量的原了核比结合能最人，轻核和重核的比结合能要小些。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。因为比结合能越人，将每个核子分开所需的能量越人。（4）核反应禅放能量的计算方法：豐U七Th+；He,设
6、豐比结合能为勺,駕〃的比结合能为幺2，；日幺的比结合能为£3。则次核反应轻放的能量为：E=234勺+4勺-23阳。例2：如果把殳0分成8个质子和8个中子，要给它多少能量？把它分成4个；Hs要给它多少能量？己知：0的比结合能是7.98Meu,的比结合能为7.07Mev.2.质量亏损（1）爱因斯坦质能方程：E=mc,能量减小AE=Am-c2.一定的质量具冇的总能量是一定的。物体的质量增加，则总能量增加，质量减小，则总能量减少。例3：已知中子的质量mn=1.6749XI027k^f质了的质量为mp=l.6726XIO'27^,氛核的质量mD=3.3
7、436X10'27kgo将一个质了和一个中了结合成一个宛核，质量减小了多少？能虽减小了多少？笊核的结合能是多少？比结合能是多少？（2）质量亏损：并不是指质量消失，减少的质量以能量的形式辐射Ilii-To例4：中子和质子结合成笊核，同时释放Y光子，核反应方程是阳+初—細+八下列说法正确的是（）A.反应后笊核的质量一•定小于反应前质子和中子的质量和B.反应前后质量数不变，因而质虽不变C.核子结合成核吋，一定释放核能A.Y光子貝有的能量为力加为核反应中的质量亏损1.核能计算办法总结：（1）根据质量亏损计算:^E=^mc2（2）利用原了质量单位u和电了
8、伏特Z间的关系计算lu=1.6606x1027kg,l^v=1.6x10~16J,由E=mc2,可算得,E=931.5MeVo即:质量亏损lu,则释放
