第五章　原子核 第3节　核力与结合能（课件+学案）

第3节　核力与结合能 [学习目标要求]　1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用。2.理解结合能和比结合能的概念。3.知道原子核的质量亏损，并能应用质能方程进行相关的计算。4.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。 　核力与四种基本相互作用 1．核力：原子核内核子之间的相互作用力。 2．核力的特点 (1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大得多。 (2)核力是短程力，作用范围在10－15_m之内。 (3)核力的饱和性：每个核子只跟相邻的核子发生核力作用。 3．四种基本相互作用 [判一判] (1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的。(×) (2)核力是强相互作用力，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。(√) 　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。 2．比结合能(平均结合能) 原子核的结合能与核子数之比称为比结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，中等大小的核的比结合能最大、最稳定。 　质量亏损 1．质能方程 物体的能量与它的质量的关系：E＝mc2。 2．质量亏损 (1)原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。 (2)核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm，与它们在互相结合过程中放出的能量ΔE的关系是ΔE＝Δmc2。 [想一想] 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同等数量的质子、中子的质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化。 学习任务一　四种基本相互作用及核力的性质 [导学探究] 如图为H和He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He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。 [思维深化] 1．四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用 引力相互作用 引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。万有引力是长程力 电磁相互作用 电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体 强相互作用 在原子核内，强力将核子束缚在一起，强力是短程力 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，其力程比强力更短，为10－18 m，作用强度则比电磁力小 2.核力的性质 (1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。 (2)核力是短程力。 约在10－15 m数量级时起作用，距离大于0.8×10－15 m时为引力 ，距离小于0.8 × 10－15m时为斥力，距离为10×10－15 m时核力几乎消失。 (3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。 (4)核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。 3．原子核中质子与中子的比例关系 (1)较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，其中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。 (2)形成原因 ①若质子与中子成对地构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。 ②若不成对地增加质子和中子而是增加更多的中子，因为中子与其他 ... ...