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课件网) 学习目标 1.了解四种基本相互作用,知道核力的性质。 2.知道原子核的结合能和比结合能的概念。 3.知道什么是质量亏损,能应用爱因斯坦质能方程进行计算。 5.3 核力与结合能 问题导入 原子核是由中子和质子构成的。在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢 核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力。 一、核力与四种基本相互作用 1、核力的特点： (1)核力是强相互作用的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多 (2)核力是短程力，作用范围在之内 (3)每个核子只与相邻的核子发生核力的作用，这种性质称为核力的饱和性 (4)核力与电荷无关 核力的产生机制还在深入研究之中！ p n n p p n 分类 名称 引力相互作用 电磁相互作用 强相互作用 弱相互作用 一、核力与四种基本相互作用 2、四种基本相互作用 作用范围 无穷 长程力 短程力 无穷 相对强度 举例 天体之间 库仑力、分子力 压力/拉力/弹力支持力/摩擦力 核力 引起β衰变原因 二、结合能 →因为引力 相互靠近 →速度↑ →撞在 一起 损失能量 补充能量 两个物体为了结合在一起付出了代价，损失了能量 相距很远 的两物体 →一部分动能以内 能的形式散失 思考与讨论：氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量还是放出能量？ 结合能： 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把原子核拆散成单个自由的核子，要克服核力做巨大的功，需要（吸收的）巨大能量，这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核时释放的能量。 当一个质子和一个中子结合成氘核时，以光子的形式释放2.19MeV的能量 反之需要提供2.19MeV能量，才能把一个氘核拆分为一个质子和一个中子 二、结合能 思考：如果结合能越大，就说明把原子核分开，所需要的能量越大，是不是就意味着原子核越稳定吗？ 原子核越大 → 核子个数越多 但不能说明它稳定 平均到每一个核子的结合能大小来反应原子核的稳定性 → 结合能越大 结合能 核子数 比结合能= 比结合能越大，把同样数量的核子分开所需要的能量越大，说明原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定。 比结合能大小反映原子核的稳定程度 二、结合能 思考：如何计算原子核的结合能？ 1、爱因斯坦质能方程： E = mc2 2、质量亏损： 核子结合成原子核时，核力做功释放出结合能，原子核的总能量比单独核子的总能量小，所以原子核的总质量也要比组成核的核子质量小。我们把组成原子核的核子质量与原子核的质量只差为△m，这叫做核的质量亏损 △E = △mc2 3、结合能与质量亏损的关系为 因此，比结合能 二、结合能 课本例题 已知中子的质量mn=1.6749×10-27kg，质子的质量mp=1.6726×10-27kg，氘核的质量mD=3.343×10-27kg，求氘核的比结核能。 解： △m=（mn+mp）-mD=3.90×10-30kg △E =△mc2=3.90×10-30×（3.00×108）2=3.51×10-13J 能量单位常用电子伏特1eV=1.6×10-19J 氘核的比结合能： 体会：核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以 能量的形式释放出去了 例题：质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ( ) A.(m1+m2-m3)c B.(m1-m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2 答案:C （1）不同原子比结合能不一样。比结合能越大，原子核越稳定. 理解比结合能曲线 (2)由图，中等质量原子核的比结合能大，原子核比较稳定,轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核小。 说明：把轻核聚合成质量较大的核， 或者把重核分裂成中等质量的核，核子的比结合能都会增加，即核子发生新的质量亏损，也会伴随着核能的释放 ... ...
