第十九章原子核19.5核力与结合能:20张PPT

课件20张PPT。第十九章 原子核 第5节 核力与结合能原子核的组成 原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子． 电荷数=质子数 质量数=质子数+中子数=核子数 原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起, 此力称为核力。核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力 核子靠什么力结合成原子核？核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力．核力具有怎样的特点呢？一、核力与四种基本相互作用： 2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m时核力几乎消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。 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。对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。 要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物———夸克的相互作用。 1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。除核力外原子核内还存在 弱相互作用（弱力） 弱力是引起中子－质子转变的原因 弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。二、原子核中质子与中子的比例二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。为什么会这样呢？ 核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以，原子核大到一定程度时，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。这时，如果不再成对地增加核子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的稳定。由于这个原因，稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。 由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。 在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。某一数值时某一数值时相同 由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化． 可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合能．三、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。比结合能：结合能与核子数之比，称做为比结合能。也叫平均结合能。 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。四、质量亏损1、例题：2、质量亏损：原子分解为核子时，质量增加；核子结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，叫做质量亏损。四、质量亏损1、例题：爱因斯坦质能方程 E=mc2 式中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm，正表明它们在互相结合过程中放出了能量 ΔE=Δm·c23、有关问题的理解和注意事项第一、核反应过程中: 核子结合成原子核时，新核质量小于核子的质量(质量亏损)，同时以?光子形式释放核能; 原子核分解为核子时，需要吸收一定能量，核子的总质量大于原原子核的质量.第二、核反应过程中，质量亏损时，核子个数不亏损(即质量数守恒)，可理解为组成原子 ... ...