最新物理选修3-5-19.5-核力与结合能-LI课件PPT.ppt

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1、物理选修3-5-19.5-核力与结合能-LI原子核质子（带正电）中子统称为核子回顾：原子核的组成思考：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么能够挤在一起而不飞散？猜想：万有引力？回顾：中子质子原子核示意图验证：间距r数量级10-15m；质量m数量级10-27kg；电量q数量级10-19C；引力常量G数量级10-11；静电力常量k数量级109。结论：质子间的电磁力是万有引力的1035倍核子不可能靠自身万有引力抗衡库仑斥力。猜想：存在第三种力——核力，是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。一、核力1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。由于核力的作用范

2、围是有限的，如果继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。模型分析宏观模型：相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起，动能变成它们的内能散失。两个物体为了结合而失去了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们这份能量。微观模型：原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是

3、原子核的结合能。类比分析：要使基态氢原子电离，也就是要从氢原子中把电子剥离，需要通过碰撞、施加电场、赋予光子等某种途径让它得到13.6eV的能量。这个能量实际上就是电子与氢原子核的结合能，不过通常把它叫做氢原子的电离能，而结合能一词只用在原子核中。由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化．可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合能．三、结合能自然，原子核越大，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比，称作比结合能也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子

4、核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。比结合能中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系。四、爱因斯坦的质能方程表明：物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系。把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：五、质量亏损中子的质量=1.6749×10－27Kg质子的质量=1.6726×10－27Kg中子和质子的质量和=3.3475×10－27Kg氘核的质量=3.3436×10－27Kg质量差△m=0.0039×10－27Kg

5、质量亏损:五、质量亏损例题：请计算一下方程左右的质量变化例题：请计算核反应释放的能量爱因斯坦的质能方程：E＝mc2五、质量亏损△m=0.0039×10－27Kg质量亏损:△E=△mc2=0.0039×10-27×(3×108)2J=3.51×10-13J又1eV=1.60×10-19J∴△E=2.19×106eV=2.19MeV质量亏损表明：原子核内的确存在着结合能。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm比结合能为:中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。核子平均质量平均结合能核子的平均结合能随质量数的变化z1、核子结合成原子核，新核质量小于核子

6、的质量(质量亏损)，同时以光子形式释放核能;原子核分解为核子时，需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.2、核反应过程中，质量亏损时，核子个数不亏损(即质量数守恒)，可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.3、质量亏损并非质量消失，而是减少的质量m以能量形式辐射(动质量)，因此质量守恒定律不被破坏。有关问题的理解和注意事项4、国际单位：常用单位:m用“u”(原子质量单位)1u=1.660566×10-27kg，c=2.9979×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．ΔE用“mc2”，1u=931MeV(表示1u的质量变化相当于931Me

7、V的能量改变)5、核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级.m用“kg”，c用“m/s”，E用“J”课后题1从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和不同之处（1）它们分别涉及四种基本相互作用的哪一种？（2）每种反应分别改变了或重新安排了什么？典例探究反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和反应前后质量数不变，因而质量不变核子结合成氘核时，一定释放核能γ光子具有的能量为，Δm为核反应中的质量亏损例2：中子和质子结合成氘核，同时释放γ光子，核反应方程是,下