高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能教学案新人教版选修3_5

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1、第5节核力与结合能1．原子核内相邻核子之间的作用力叫核力，把原子核内核子分开所需要的能量叫结合能。2．结合能与核子数之比叫比结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。3．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。一、核力与四种基本相互作用1．核力(1)定义：原子核里的核子间的相互作用力。(2)作用：把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。2．核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内。核力在大于0.8×10－15m，小

2、于1.5×10－15m的范围内表现为吸引力，在小于0.8×10－15m时表现为斥力。(3)每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。3．第四种相互作用核物理学家在原子核内发现了自然界的第四种相互作用——弱相互作用，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。该作用也是短程力，其力程比强力更短，为10－18m，作用强度比电磁力小。4．四种基本相互作用四种基本相互作用包括万有引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用，在相同距离上，电磁力大约比万有引力强1035倍。二、原子核中质子与中子的比例1．较轻原子核：质子数和中子数大致相等。非常感谢上级领导对

3、我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。2．较重原子核：中子数大于质子数，越重的原子核两者相差越多。三、结合能与质量亏损1．结合能原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。2．比结合能原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。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。中等大小的核的比结合能最大，最稳定。3．质能方程物体的能量与它们质量的关系是：E＝mc2。4．质量亏损原子核的质量小

4、于组成它的核子的质量之和的现象。1．自主思考——判一判(1)原子核中粒子所受的万有引力和电磁力可以达到平衡。(×)(2)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大。(×)(3)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。(√)(4)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量。(×)(5)比结合能越大，原子核越稳定。(√)(6)质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系。(√)2．合作探究——议一议(1)质子之间存在库仑力，质子与中子、中子与中子之间没有库仑力，那么是不是质子之间存在核力，质子与中子、中子与中子之间没有核力？提示：不是。核力是短程力，

5、存在于相邻的核子之间，无论是质子之间、质子与中子之间还是中子之间，都存在核力。(2)为什么核电荷数越多的原子核越不稳定？提示：核电荷数越多的原子核中，有些核子之间的距离越来越大，随着距离增大，核力和质子间的斥力都减小，但核力减小得更快，当原子核大到一定程度时，核力会小于质子间的斥力，原子核就不稳定了。(3)有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？提示：不对。在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化。非常感谢上级领导对我的信

6、任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。核力的性质与原子核中质子与中子的比例1．核力的性质(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。(2)核力是短程力。约在10－15m数量级时起作用，距离大于0.8×10－15m时为引力，距离小于0.8×10－15m时为斥力，距离为10×10－15m时核力几乎消失。(3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。(4)核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。2．原子核中质

7、子与中子的比例关系(1)较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。(2)形成原因：①若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。②若只增加中子，因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。③由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子

8、间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。[典例]　关