4.1 核力与核能 学案 (2)

第1节核力与核能 课　标　解　读 重　点　难　点 1.知道什么是核力，了解核力的特点．2．认识核素图及原子核的结合能和质量亏损．3．能应用质能方程进行计算. 1.核素图的物理意义．(重点)2．核能的计算．(重点)3. 对结合能、平均结合能的理解．(难点) 核力与核的稳定性 1.基本知识 (1)核力 把原子核中的核子维系在一起的力． (2)核力特点 ①核力是短程力，作用范围在2_fm(1 fm＝10－15 m)左右，它不能延伸到3_fm以外． ②当两核子间距离减小时，核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力． ③核力是一种强相互作用，若两质子之间的距离为1 fm，库仑力是200_N左右，核力必须非常强才能抵消所有质子库仑力的作用． (3)核素 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子． (4)核素图 用横坐标表示质子数，纵坐标表示中子数，每一种核素用一小方块表示，所得到的图象． (5)核的稳定性 ①核素的稳定区：几乎全落在一条曲线上，或紧靠曲线的两侧区域． ②稳定核素的中子数与质子数的关系：随着Z的增加，稳定核素的中子数越来越大于质子数． 2．思考判断 (1)原子核内的质子间均存在核力和库仑力．(×) (2)稳定原子核的质子数总是与中子数相等．(×) (3)对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用．(√) 3．探究交流 原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？ 【提示】　组成原子核的相邻的核子间存在核力． 结合能与质量亏损 1.基本知识 (1)结合能 核子结合成原子核所释放的能量． (2)平均结合能 ①定义：平均每个核子的结合能． ②意义：平均结合能越大，原子核越难分离成单个核子． (3)质量亏损 ①质量亏损：任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，这一差值称为质量亏损． ②能量计算：质量亏损说明核子组成原子核放出能量，其大小为ΔE＝Δmc2. 2．思考判断 (1)原子核的核子数越多，平均结合能越大．(×) (2)质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×) 3．探究交流 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. 对结合能与平均结合能的理解 【问题导思】　 1．原子核越大越稳定吗？ 2．结合能是原子核具有的能量吗？ 3．平均结合能和结合能存在什么关系？ 1．结合能 由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体．要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量．例如，用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子．从实验知道只有当光子能量等于或大于2.19 MeV时，这个反应才会发生．同样，一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.19 MeV的能量．这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能． 2．结合能和平均结合能 原子核是核子结合在一起构成的，要把核子分开，就需要能量，这就是原子核的结合能．结合能的大小可以用ΔE＝Δmc2进行计算． 对某种原子核，平均每个核子的结合能就是平均结合能．平均结合能的大小可以用得到． (1)平均结合能的大小反映核的稳定程度，平均结合能越大，原子核就越难拆开，表示原子核越稳定． (2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能都比较小，中等核子数的原子核平均结合能较大． (3)平均结合能较小的原子核转化成平均结合能较大的原子核时要释放能量． 　 原子核越大，它的结合能越高，有意义的是它的结合能与核子数之比，称为平均结合能，平均结合能越大，表示原子核中核子 ... ...