3．核力与结合能 [学习任务] 任务1．知道四种基本相互作用，知道核力的性质。 任务2．认识原子核的结合能和比结合能的概念。 任务3．能用质量亏损和质能方程计算核能相关的问题。 [问题初探] 问题1．引力相互作用有什么特点？ 问题2．质子能够在原子核内共存受什么力作用？ 问题3．电磁相互作用与弱相互作用有什么关系？ 问题4．为什么说比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定？ 问题5．质能方程有什么意义？ [思维导图] 核力与四种基本相互作用 [链接教材] 如图所示为和的原子核结构示意图。 (1)质子都带正电，质子与质子之间存在着库仑斥力，为什么还能稳定地存在？ (2)自然界中存在的元素是有限的，为什么质子与中子不能随意地组合从而形成无数不同的原子核？ 提示：(1)核子之间还存在着核力作用。 (2)当核子增多时，原子核增大，核子间的距离也增大，当距离较大时，一些核子间可能就没有核力的作用了，这样形成的核不稳定，最终会瓦解。因此质子与中子不能随意地组合形成无数不同的原子核。 1．核力：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。这种作用称为强相互作用。 2．强相互作用的特点 (1)强相互作用是短程力，作用范围只有约10-15 m。 (2)距离增大时，强相互作用急剧减小。超过10-15 m，相互作用不存在。 3．弱相互作用 (1)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。 (2)弱相互作用是短程力，其力程只有10-18 m。 4．四种基本相互作用 [微提醒] 核力与核子是否带电无关。质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用；核力与重力、弹力、摩擦力一样属于性质力。 如图所示是稳定核的质子数与中子数的关系。实线为中子数与质子数相等的情况，而实际上稳定的原子核质子数与中子数关系是另一条线。(其中Z表示质子数，N表示中子数) 问题1．原子核较轻时与较重时有什么区别？ 问题2．为什么会出现这种现象？ 提示：1．原子核较轻时中子数与质子数大致相等，而较重时中子数明显多于质子数。 2．核力是短程力，且有饱和性，较重的原子核中子数比质子数多，能维持稳定。太大的原子核也不稳定，在宇宙演化过程中只有200多种稳定的原子核保留了下来。 1．对四种基本相互作用的理解 (1)引力相互作用：万有引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”，是万有引力使行星绕着恒星运动，万有引力是长程力。 (2)电磁相互作用：在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，是长程力。 (3)强相互作用：在原子核内，使核子紧密地结合在一起，是短程力。 (4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强相互作用更短，为10-18 m，作用强度则比电磁力小。 2．对核力的理解 (1)核力是四种基本相互作用中的强相互作用的一种表现。 (2)核力是短程力，距离增大时，强相互作用急剧减小，作用范围只有约10-15 m，超过这个限度时核力消失。 (3)核力具有饱和性。核子只跟相邻的核子产生较强的相互作用，而不是与核内所有核子发生作用。 (4)核力与核子是否带电无关，质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用。 【典例1】 (对核力的理解)(多选)关于核力，下列说法正确的是( ) A．核力是一种特殊的万有引力 B．原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核力作用 C．核力是原子核稳定存在的原因 D．核力是一种短程力 CD [核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，作用范围只有约10-15 m，所以核力只存在于相邻的核子之间，质子间、中子间、质子和中子间都可以有核力作用 ... ...
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