第五章

原子核第3節核力與結合能1.知道四種基本相互作用，知道核力的性質。2.認識原子核的結合能和比結合能的概念。3.能用質量虧損和質能方程計算核能相關的問題。

原子核是由中子和質子構成的。在原子核那樣狹小的空間里，是什么力量把帶正電的質子緊緊地束縛在一起而不飛散開呢？①作用：原子核里的核子間存在相互作用的核力，它使得核子緊密地結合在一起，形成穩定的原子核1.核力②特點：核力是強相互作用（強力）的一種表現；核力是短程力，作用范圍只有約10-15m；每個核子只跟鄰近的核子發生核力作用知識點一：核力與四種基本相互作用

2.四種基本相互作用①核力為短程力②在原子核尺度內，核力遠大于庫侖力③核力只存在于核子之間，每個核子只跟臨近的核子發生核力作用引力相互作用電磁相互作用強相互作用弱相互作用3.核力特點引力相互作用引力是自然界的一種基本相互作用，地面物體所受的重力只是引力在地球表面附近的一種表現。電磁相互作用電荷間與磁體間的相互作用宏觀物體之間的壓力、拉力、彈力、支持力等等，都起源于這些電荷之間的電磁相互作用。彈力強相互作用原子核中的核子之間存在一種很強的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結合在一起，形成穩定的原子核。pnnppn短程力：約在10-15

m量級時起作用弱相互作用在某些放射現象中起作用的另一種基本相互作用弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子---質子轉變的原因。短程力（弱相互作用）：約在10-18m量級時起作用知識點二：結合能思考討論：如圖氦原子核是由兩個質子和兩個中子憑借核力結合在一起的，要把它們分開，需要吸收能量。反過來，4個核子結合成氦原子核要放出能量。那么，把核子分開需要的能量與核子結合放出的能量有什么關系?核子結合成原子核時放出的能量，或原子核分解成核子時所吸收的能量，都叫做原子核的結合能.1.結合能：原子核的結合能與其核子數之比，稱為比結合能.（1）比結合能越大，原子核越穩定.2.比結合能：（2）核子數較小的輕核和核子數較大的重核，比結合能都較小，中等核子數的原子核，比結合能較大，即這樣的原子核比較穩定.（3）當比結合能較小的原子核轉化為比結合能較大的原子核時，就可釋放核能。

由圖可知，中等質量原子核的比結合能最大，輕核和重核的比結合能都比中等質量的原子核小。1.定義：組成原子核的核子的總質量與新原子核的質量只差，叫做核的質量虧損.2.質能方程：原子核釋放能量時，要產生質量虧損.物體的能量與質量之間存在著密切的聯系，即E=mc2ΔE=Δmc2或知識點三：質量虧損（3）在核反應中任然遵守能量守恒定律、質量守恒定律.（4）質量是物體具有能量多少及能量轉變多少的一種量度.（2）質量虧損并不是這部分質量消失或轉化為能量，只是靜止質量減少.（1）物體的質量包括靜止的質量和運動的質量.質量虧損指的是靜止質量的減少，減少的靜止質量轉化為和輻射能量有關的運動質量.3.說明：4．質能方程與核能的計算(1)對質能方程和質量虧損的理解①質能方程質能方程：愛因斯坦的相對論指出，物體的能量和質量之間存在著密切的聯系，其關系是E＝mc2。②質量虧損質量虧損，并不是質量消失，減少的質量在核子結合成核的過程中以能量的形式輻射出去了。物體質量增加，則總能量隨之增加；質量減少，總能量也隨之減少，這時質能方程也寫為ΔE＝Δmc2。(2)核能的計算方法①根據質量虧損計算a.根據核反應方程，計算核反應前后的質量虧損Δm。b.根據愛因斯坦質能方程ΔE＝Δmc2計算核能。其中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。②利用原子質量單位u和電子伏特計算根據1u≈931.5MeV的能量，用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。其中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV?！纠}】已知中子的質量mn為1.6749×10-27kg，質子的質量mp為1.6726×10-27kg，氘核的質量mD為3.3436×10-27kg，求氘核的比結合能。單個的質子與中子的質量之和為這個數值與氘核質量之差與這個質量差相對應的能量為

解：在核物理中，能量單位常常使用電子伏特(eV)，即所以，氘核的結合能是氘核的比結合能為

1.氦原子核由兩個質子與兩個中子組成,這兩個質子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力,則三種力從大到小的順序是(

)A.核力、萬有引力、庫侖力 B.萬有引力、庫侖力、核力C.庫侖力、核力、萬有引力 D.核力、庫侖力、萬有引力D

ABC3.在研究原子核的衰變過程中，發現鈾238發生衰變產生了新核釷234，其衰變方程為

，下列判斷正確的是(

)A.該衰變類型為β衰變B.衰變方程滿足質量數守恒，所以沒有質量虧損C.鈾238的結合能大于釷234的結合能D.鈾238的比結合能大于釷234的比結合能C4.取質子的質量mp＝1.6726×10－27kg，中子的質量mn＝1.6749×10－27kg，α粒子的質量mα＝6.6467×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s。請計算α粒子的結合能。(計算結果保留兩位有效數字)解析：組成α粒子的核子與α粒子的質量差Δm＝(2m