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课件网) 第3节 核力与核能 第五章 原子核与核能 学习目标 1.知道四种基本相互作用，知道核力的性质。 2.认识原子核的结合能和比结合能的概念。 3.能用质量亏损和质能方程计算核能相关的问题。 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？ 猜想：万有引力？ 验证：质子间的电磁力是万有引力的1035倍 结论：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、核力与核的稳定性 1.核力：把原子核中的核子维系在一起的力，称为核力 2.力程：力的作用范围称为力程。 p n n p p n 2.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，约在10-15m 数量级时起作用。 (3)核力与电荷无关，核力与核子电荷无关。 (4)核力具有饱和性，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用 。 (5)核素:具有一定质子数和中子数的原子核称为核素 3.核素图 稳定的核素几乎全落在一条曲线上,或紧靠曲线的两侧这个区域称为核素的稳定区。 ①对于较轻的核,核素的稳定区与N=Z重合,说明N=Z的核素比较稳定。 ②当N、Z增大到一定数值后,稳定区逐渐向N>Z的方向偏离。随着质子数的增加,稳定核素的中子数越来越大于质子数。 二、核力与四种基本相互作用 1. 引力相互作用 引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。 长程力 2. 电磁相互作用 电荷间与磁体间的相互作用 宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。 弹力 长程力 3. 强相互作用 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。 p n n p p n --核力 短程力 4. 弱相互作用 在某些放射现象中起作用的另一种基本相互作用 弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子一质子转变的原因。 短程力 按由强到弱排列：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。 三、结合能与平均结合能 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。 结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量。 结合能越大原子核是不是越难被拆散？即：结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？ 如何才能反映原子核的稳定程度？ 2.比结合能： 原子核的结合能与其核子数之比，称做比结合能。也叫作平均结合能。 意义：比结合能越大，原子核就越稳定，表示该核就越稳定。中等大小的核的比结合能最大，结合得最稳定。 理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界提供给每个核子的平均能量。 平均结合能 结合能 核子数 = 原子核的比结合能随质量数的变化曲线（实验数据） 1.中等大小的核比结合能最大 2.中等大小的核平均每个核子的 质量亏损最大 3.中等大小的核最稳定 物理学家研究质子、中子和氘核之间的质量关系发现： 中子 （mn） 质子 （mp） 精确的计算表明氘核的质量比中子和质子的质量之和要小一些． 质量亏损 〓 氘核 3.质量亏损 物体的能量和质量之间存在着某种联系： 爱因斯坦 物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是： 核子在结合成原子核时要放出能量，出现质量亏损，大小为： 质能方程 物体质量，随着能量的变化，会发生变化。 核能的计算方法 1.根据核反应过程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm。 2.根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。 (1)若 ... ...
