核子的结合能

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1、核子的结合能核子的结合能　　我们用砖块砌墙，要用沙浆把砖块粘在一起。砌好的墙的总质量，一定比所用的全部砖块的质量大，因为还要加上沙浆的质量。　　核子结合成原子核的情形正好相反。用物质世界的基本砖石——质子和中子砌成的预制件——原子核的质量反而变小了，似乎在原子核里把质子和中子粘在一起的沙浆有负的质量。　　难道质量还会有负的？　　质量不会有负的。但是在原子核里，质子和中子确实是靠亏损掉的质量而紧密地结合在一起的。这又是怎么回事呢？　　在1905年，伟大的物理学家爱因斯坦曾经提出来一个非常重要的定律。这个定律说，当一个过程放出能量E的时候，就会亏损掉一部分质量m，能量和质量的关系是：　

2、　E＝mc2或m＝E/c2　　公式中C是在真空中光的速度，约等于300000000米／秒。　　反过来，当一个过程得到能量时，质量又会增加一部分。　　真的是这样吗？为什么在我们平常接触到的各种现象中没有发现这种情况呢？　　这是因为我们接触到的吸收或者放出能量的过程，一般都属于物理变化和化学变化。和核反应相比，物理变化和化学变化吸收或放出的能量要少得多，相应地引起的质量的变化也极小，因而难以察觉。　　正像前面讲过的，由质子和中子合成4克氦原子核的时候，质量会亏损克。这时会放出多少能量呢？按公式E＝mc2计算，放出的能量：　　E＝×2＝2700000000000　　但是，当把4克氢燃烧成

3、水时放出的能量是480000焦耳。根据爱因斯坦公式，这样多的氢和氧生成水后，质量会亏损多少呢？由m＝E/c2：　　480000　　m＝———————＝　　2　　　　＝克这亏损掉的质量是非常小的，当然是很难察觉和测量出来的。　　对比一下，用4克氢当燃料烧成水的化学反应放出的热量大约可以把1公斤水烧开，而在合成4克氦原子的核反应中，放出的热量可以把5000吨水烧开，两者大小相差达到500万倍！　　反过来，如果要把氦原子核拆开成为质子和中子，也需要让氦原子核获得同样多的能量，不然就补不回亏损的质量。这种由若干个质子、中子等核子结合成原子核的时候放出的能量，叫做原子核的结合能。　　结合能为

4、什么这样大呢？这是因为核子间的作用力——核力是一种很强的力。　　在过去，人们只知道宇宙间存在着两种作用力。第一种作用力是万有引力，第二种作用力是电磁作用力。在打开原子核以后，人们发现了第三种作用力——核力。　　关于核力的详细情形目前还不清楚，但是有一点是可以肯定的，就是在极短的距离之内，核力是非常非常大的。有人估计，它要比万有引力大1038倍！　　万有引力无论距离多远都能起作用。核力就不同了，只有当核子的距离比厘米还小的时候，强大的核力才发生作用。比这距离稍远一些，核力就不起作用了。所以原子核是非常小而且又是非常牢固的。　　科学家们仔细地测量了各种原子核的质量，算出了由基本粒子构成

5、原子核的结合能。　　太阳为什么能够不停地发出极大量的光和热呢？贝特在1938年指出：在太阳的炽热的核心里正在发生着四个质子合成一个氦核的过程。正像上面计算的那样，在这过程中放出大量的结合能。　　这是热核能，也就是核聚变能。　　科学家还用计算证明，如果把重的原子核，例如铀核，分裂成两块的话，也会放出大量的能量。　　1克23592U分裂成差不多相等的两块时，放出的能量如果都能转化成电能，就相当于23000度电。　　这是核裂变能。　　但是，怎样才能使铀原子核分裂成两块，放出这样多的能量来呢？　　从预言到成为现实，只用了不到十年的时间。