第五节 核反应 核能7

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1、范水高级中学物理教案（高二）　上课时间　　　　上课班级授课人　　　　　　2005年上学期第二十二章原子核第五节核能核反应教学目标1.让学生知道什么是原子核的人工转变，什么是核反应，如何用核反应方程表示核反应。2.知道质量亏损的概念并会计算。理解爱因斯坦质能方程的物理意义，并能计算核。3.培养学生的理解能力、推理能力及数学计算能力。4.通过学习，让学生体验科学家进行探索实验、抽象概括、推理判断的基本方法。5.培养学生尊重客观、热爱科学的精神。6.使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见的作用的观点。教学重点

2、1、核反应方程2、质能方程教学难点1、质能方程2、物理单位教学方法讲授教学用具多媒体课件课时安排1课时教　　学　　步　　骤新课引入一、引入1：大亚湾核电站外观图及核反应堆；数据：1kg铀235燃烧释放出的原子核能相当于2500吨优质煤燃烧时放出的热量，只需几千克铀235就足够上海市24小时的耗能供应。2：卢瑟福在1919年，首先发现质子，第一次实现了原子核的人工转变。在原子核的转变中，遵守哪些规律？如此巨大的核能是从哪里来的呢？这是我们在本节课将要学习和探究的新问题。一、人工核转变1、质子的发现卢瑟福2、中子的发现查德威克范水

3、高级中学物理教案（高二）　上课时间　　　　上课班级授课人　　　　　　2005年上学期新课教学Poα粒子Be石蜡质子未知射线1、原子核的人工转变：用人工的方法使原子核发生变化（衰变是自发变化）2、在核物理中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程称为核反应。（人工转变是核反应的一种）3、质子的发现是人类第一次实现了原子核的人工转变。4、核反应过程的特点：质量数与电荷数守恒5、核反应与化学反应比较：（1）核反应产生新元素，化学反应产生新分子。（2）核反应是原子核变化，化学反应是原子核外电子得失。（3）核反应过程有能量变化，化学

4、反应有吸热或放热8、核反应过程中放出的能量称为核能。二、质能方程1、质量亏损：核反应过程中，末了的质量和一般会小于初始的质量之和。这种现象称为质量亏损。2、爱因斯坦认为，质量的亏损是以能量的形式辐射出去了。而辐射出去的能量正是核反应前后原子核能的差值。3、爱因斯坦质能方程：E=mc2中，E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速。①物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小。②任何质量为m的物体都具有大小相当于mc2的能量。由于c2非常大（9×1016m2/s2），所以对质

5、量很小的物体所包含（或具有）的能量是非常巨大的。对此，爱因斯坦说过：“把任何惯性质量理解为能量的一种贮藏，看来要自然得多。”所以质量于能量实质上是相象的，它们只不过是同一事物的不同表示。③在国际单位制中，E、m、c的单位分别取J、kg和m/s。④由E=mc2得△E=△m·c2，其蕴含着怎样的意义？△m表示物体的质量亏损，△E表示与△m相当的能量。如果物体的能量减小了△E，即向外释放△E的能量，它的质量就会亏损△m=。理论和实验都表明，范水高级中学物理教案（高二）　上课时间　　　　上课班级授课人　　　　　　2005年上学期新课教

6、学只有在核反应中，才可能发生质量亏损，因而伴随着巨大的能量向外辐射。例如，在中子和质子结合成氘核的过程中，由于发生了质量亏损，从而释放出了2.2MeV的核能。4、核能的计算步骤：首先，写出正确的核反应方程。其次，计算核反应前后的质量亏损△m。然后，根据质能方程△E=△m·c2，计算核能。5、注意的几个问题：①记住以下单位换算关系1MeV=106eV1eV=1.6022×10-19J1u（原子质量单位）=1.6606×10-27kg②1u相当于9351.5MeV的能量（自己证明），这是计算核能经常用导的关系。③如果在某些核反应中

7、，物体的能量增加了，说明核反应中物体的质量不是亏损，而是增加了。把氘核分解成独立的中子和质子时，应从外界吸收2.2MeV的能量。即2.2MeV+H→n+H④△m实际是物体静止质量的亏损。在相对论中，当物体的运动速度接近光速时，物体的质量，将随着速度的变化而变化（增大了）。例题1：已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损为0.0040×10-27kg，则此过程中释放的能量为多少？例题2：静止的锂核在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8MeV的能量．（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损作业学案与检测