1、人教版高中物理選修3-5講解人：精品課件 時間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第5節 核力與結合能第19章 原子核第一頁，共二十一頁。1.氦原子核內有兩個質子，質子質量為1.6710-27kg，帶電量為元電荷，原子核的直徑的數量級為10-15m，那么兩個質子之間的庫侖力與萬有引力兩者相差多少倍？2.質子為什么能擠在一起而不飛散? 課堂引入第二頁，共二十一頁。1.能夠把核中的各種核子束縛在一起的強大的力叫做核力。2.核力的特點核力是短程力。核力具有飽和性。核力具有電荷無關性。核力是強相互作用（強力）。一、核力第三頁，共二十一頁。3.除核力外原子核內還存

2、在弱相互作用（弱力） 弱力是引起中子質子轉變的原因弱相互作用也是短程力，力程比強力更短，為1018m，作用強度則比電磁力小。一、核力第四頁，共二十一頁。1.萬有引力：引力主要在宏觀和宇宙尺度上“獨領風騷”。是引力使行星繞恒星轉動，并且聯系著星系團，決定了宇宙的現狀和未來。2.電磁力：在原子核外，電磁力使電子結合成分子，使分子結合成液體與固體。 電磁力和萬有引力都是“長程力”，即它們可以作用到無限遠的距離。3.強相互作用：原子核內，強力將核子束縛在一起。4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核衰變的原因，即引起中子質子轉變的原因。弱相互作用也是短程力（比強力更短），作用強度比電磁力小。二、四種基本

3、相互作用第五頁，共二十一頁。三、原子核中質子與中子的比例第六頁，共二十一頁。2.為什么隨著原子序數的增加，穩定原子核中的中子數大于質子數?在宇宙演化的進程中，各種粒子有機會進行各種組合，但那些不穩定的組合很快就瓦解了，只有200多種穩定的原子核長久地留了下來。現在觀察到的天然放射性元素，則正在瓦解之中。【小組討論】1.隨著原子序數的增加，穩定原子核中的質子數和中子數有怎樣的關系？三、原子核中質子與中子的比例第七頁，共二十一頁。宏觀模型：相距很遠的兩個物體，由于萬有引力而相互接近，運動速度越來越大，引力勢能轉化為動能最后撞在一起，動能變成它們的內能散失。兩個物體為了結合而失去了一些能量，如果要把

4、它們分開，還要重新賦予它們這份能量。微觀模型：原子核是核子結合在一起構成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的結合能。【模型分析】三、原子核中質子與中子的比例第八頁，共二十一頁。類比分析：要使基態氫原子電離，也就是要從氫原子中把電子剝離，需要通過碰撞、施加電場、賦予光子等某種途徑讓它得到13.6eV 的能量。這個能量實際上就是電子與氫原子核的結合能，不過通常把它叫做氫原子的電離能，而結合能一詞只用在原子核中。 三、原子核中質子與中子的比例第九頁，共二十一頁。1.當核子結合成原子核時要放出一定能量；原子核分解成核子時，要吸收同樣的能量。這個能量叫做原子核的結合能。2.結合能并不是由于核子結

5、合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。3.比結合能：結合能與核子數之比，稱做為比結合能。也叫平均結合能。四、結合能和比結合能第十頁，共二十一頁。4.原子核越大，它的結合能越高。因此，有意義的是它的結合能與核子數之比，稱作比結合能也叫平均結合能。5.比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩定。四、結合能和比結合能第十一頁，共二十一頁。從相對論得出，物體的能量和質量之間存在如下密切聯系。表明：物體具有的能量與它的質量之間存在著簡單的正比關系。五、愛因斯坦的質能方程第十二頁，共二十一頁。1.把組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差叫做核的質量虧損。2.核子在結合成原子

6、核時出現質量虧損，所以要放出能量，大小為：六、質量虧損第十三頁，共二十一頁。中子的質量 =1.67491027Kg 質子的質量 = 1.67261027Kg 氘核的質量 = 3.34361027Kg 中子和質子的質量和 = 3.34751027Kg 質量差m = 0.00391027Kg質量虧損:【典例1】.請計算一下方程左右的質量變化典型例題第十四頁，共二十一頁。【典例2】.請計算核反應釋放的能量愛因斯坦的質能方程：Emc2m= 0.00391027Kg質量虧損:E= mc2= 0.003910-27(3108) 2J= 3.5110-13 J又1eV= 1.6010-19 J E = 2.

7、19106 eV= 2.19 MeV比結合能為:典型例題第十五頁，共二十一頁。質量虧損表明：原子核內的確存在著結合能。3.核子在結合成原子核時出現的質量虧損m。4.中等大小的核的比結合能最大（平均每個核子的質量虧損最大），這些核最穩定。六、質量虧損第十六頁，共二十一頁。核子平均質量比結合能核子的比結合能隨質量數的變化z六、質量虧損第十七頁，共二十一頁。2.核反應過程中,質量虧損時,核子個數不虧損(即質量數守恒),可理解為組成原子核后,核內每個核子仿佛“瘦了”一些。1.核反應過程中：核子結合成原子核時,新核質量小于核子的質量(質量虧損),同時以光子形式釋放核能;原子核分解為核子時,需要吸收一定能量,核子的總質量大于原原子核的質量。七.有關問題的理解和注意事項第十八頁，共二十一頁。3.核反應中釋放或吸收的能量比化學反應中釋放或吸收的能量大好幾個數量級。 如教材例題中，2.19MeV的能量的絕對數量并不算大，但這只是組成1個氘核所放出的能量。如果組成的是6.021023個氘核時，放出的能量就十分可觀了。與之相對照的是，使1摩的碳完全燃燒放出的能量為393.5103J。折合為每個碳原子在完全燃燒時放出的能量只不過4eV。若跟上述核反應中每個原子可能放出的能量相比，兩者相差數十萬倍。七.有關問題的理解和注意事項第十九頁，共二十一頁。核力結合能與比結合能核力與結合能短程力飽和性電荷