高中物理 第19章 第5節(jié) 核力與結合能課件 新人教版選修3-5.ppt

成才之路 物理,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,原子核,第十九章,第五節(jié) 核力與結合能,第十九章,1945年7月16日，第一顆原子彈在新墨西哥州的荒漠上爆炸成功，其爆炸力相當于1.8萬噸TNT炸藥．爆炸時安放原子彈的鋼塔全部熔化，在半徑400m的范圍內，沙石都被燒成黃綠色的玻璃狀物質，半徑1600m范圍內所有動植物全部死亡 巨大的核能是從哪里來的？,核力與四種基本相互作用,每個相鄰核子,大得多,1.510－15,吸引,斥力,飽和性,1.較輕的原子核 質子數(shù)和中子數(shù)__________。 2．輕重原子核 中子數(shù)_____質子數(shù)，越重的原子核兩者相差越多。,原子核中質子與中子的比例,大致相等,大于,1.結合能 核子結合成原子核時_____的能量，或原子核分解成核子時_____的能量，都叫做原子核的結合能。 2．比結合能 原子核的結合能與其________之比，稱做比結合能。 3．比結合能與原子核的穩(wěn)定性 比結合能的大小能夠反映核的穩(wěn)定程度，________能越大，原子核就越難拆開，表示該核就越穩(wěn)定。,結合能,放出,吸收,核子數(shù),比結合,1.質量虧損 組成原子核的_____的總質量與新________的質量之差，叫做核的質量虧損。 2．質能方程 E＝_____(或ΔE＝_____) 這就是著名的愛因斯坦質能方程。,質能方程,核子,原子核,mc2,Δmc2,一、對原子核穩(wěn)定性的理解 1．原子的穩(wěn)定性 原子核大到一定程度時，相距較遠的質子間的核力非常小，較多的質子聚集在一起的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，原子核就不穩(wěn)定了。這時，如果不再成對地增加質子和中子，而只增加中子，中子與其他核子間沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定性。,2．核力的飽和性 穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)要比質子數(shù)多。由于核子的作用范圍是有限的，核力具有飽和性，如果我們繼續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時即使再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。所以，原子核大小也受到限制。,特別提醒： 核力與帶電荷情況無關。無論是質子間、中子間、質子和中子間均存在核力，且是相同的。,為什么核子不能融合在一起？ 答案：核子間存在核力，當核力的作用范圍小于0.810－15m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起。,二、對質量虧損和質能方程的理解 1．對質量虧損的理解 (1)在核反應中仍遵守質量守恒和能量守恒，所謂的質量虧損并不是這部分質量消失或質量轉變?yōu)槟芰?。物體的質量應包括靜止質量和運動質量，質量虧損是靜止質量的減少，減少的靜止質量轉化為和輻射能量相聯(lián)系的運動質量。 (2)質量虧損也不是核子個數(shù)的減少，核反應中核子個數(shù)是不變的。,2．對質能方程E＝mc2的理解 (1)質能方程說明，一定的質量總是跟一定的能量相聯(lián)系的。具體地說，一定質量的物體所具有的總能量是一定的，等于光速的平方與其質量之積，這里所說的總能量，不是單指物體的動能、核能或其他哪一種能量，而是物體所具有的各種能量的總和。 (2)根據(jù)質能方程，物體的總能量與其質量成正比。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，這時質能方程也寫作ΔE＝Δmc2。,(3)質能方程的本質： ①質量或能量是物質的屬性之一，決不能把物質和它們的某一屬性(質量和能量)等同起來； ②質能方程揭示了質量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個屬性在數(shù)值上的關系，這兩個量分別遵守質量守恒和能量守恒，質量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個量可以相互轉化； ③質量虧損不是否定了質量守恒定律。根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的γ光子靜質量雖然為零，但它有動質量，而且這個動質量剛好等于虧損的質量，所以質量守恒、能量守恒仍成立。,特別提醒： (1)切記不要誤認為虧損的質量轉化為能量。核反應過程中質量虧損是靜止的質量減少，輻射γ光子的運動質量剛好等于虧損的質量，即反應前后仍然遵循質量守恒和能量守恒。 (2)核反應中釋放的核能是由于核力做功引起的。,對于核力，以下哪些說法是正確的( ) A．核力是弱相互作用，作用力很小 B．核力是強相互作用，是強力 C．核子之間的距離小于0.810－15m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起 D．人們對核力的了解很清楚，特別是在小于0.810－15m時，核力的變化規(guī)律更清楚,對核力的認識,解析：核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，它的作用范圍在1.510－15m之內，核力比庫侖力大得多。因此，選項B正確，A錯誤。 核力在大于0.810－15m時，表現(xiàn)為吸引力，且隨距離增大而減小，在距離小于0.810－15m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起。所以，選項C正確。 人們對核力的了解還不是很清楚，這是科學家們奮力攻克的堡壘，故D項不正確。 答案：BC,關于核力的說法正確的是( ) A．核力同萬有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用 B．核力就是電磁力 C．核力是短程力，作用范圍在1.510－15m之內 D．核力與電荷有關 答案：C 解析：核力是短程力，超過1.510－15m，核力急劇下降幾乎消失，故C對，核力與萬有引力、電磁力不同，故A、B不對，核力與電荷無關，故D錯。,下列關于結合能和比結合能的說法中，正確的有( ) A．核子結合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結合能 B．比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結合能也一定越大 C．重核與中等質量原子核相比較，重核的結合能和比結合能都大 D．中等質量原子核的結合能和比結合能均比輕核的要大,對結合能與比結合能的理解,解析：核子結合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A選項錯；比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，但比結合能越大的原子核，其結合能不一定大，例如中等質量原子核的比結合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結合能比重核反而小，B、C選項錯；中等質量原子核的比結合能比輕核的大，它的原子核內核子數(shù)又比輕核多，因此它的結合能也比輕核大，D選項正確。 答案：D,對結合能、比結合能的認識，下列說法正確的是( ) A．核子結合為原子核時，一定釋放能量 B．核子結合為原子核時，可能吸收能量 C．結合能越大的原子核越穩(wěn)定 D．比結合能越大的原子核越穩(wěn)定 答案：AD,一靜止的氡核(Rn)發(fā)生α衰變，放出一個速度為v0，質量為m的α粒子和一個質量為M的反沖核釙(Po)，若氡核發(fā)生衰變時，釋放的能量全部轉化為α粒子和釙核的動能。 (1)寫出衰變方程； (2)求出反沖核的速度；(計算結果不得使用原子量表示) (3)求出這一衰變過程中虧損的質量。(計算結果不得使用原子量表示),結合能和質量虧損的計算,