原子核的结合能ppt课件 (2).ppt

第三章原子核 4 原子核的结合能 1 回顾 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 质子间存在着核力 使质子中子没有被库仑力排斥开 而紧紧的结合在一起 2 一 结合能 要将原子核拆散成单个核子 一定需要吸收巨大的能量 根据功能关系 理由是什么 3 一 结合能 当光子能量等于或大于2 22MeV时 这个反应才会发生 一个质子和一个中子结合成氘核 要放出2 22MeV的能量 将原子核拆散成单个核子需要吸收的最小能量与将核子结合成原子核所放出的能量相等 由于核子间存在着强大的核力 所以核子结合成原子核时 所释放的巨大能量称为结合能 4 思考 结合能越大原子核是不是越难被拆散 即 结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度 二 平均结合能 如何才能反映原子核的稳定程度 U 235 Li 6 5 二 平均结合能 1 概念 原子核的结合能与核子数之比 2 理解 核子结合成原子核时 平均每个核子所释放的结合能 它也等于把原子核拆散成每个核子时 外界必须提供给每个核子的平均能量 2 平均结合能 3 意义 它反映了一个原子核稳定程度 平均结合能越大 核越稳定 6 从图象上看 哪一种原子的平均结合能更大 7 8 三 质量亏损 中子的质量 1 6749 10 27Kg质子的质量 1 6726 10 27Kg中子和质子的质量和 3 3475 10 27Kg氘核的质量 3 3436 10 27Kg质量差 0 0039 10 27Kg 问题分析 质子与中子结合成氘核前后总质量的差异 9 爱因斯坦质能方程E mc2 质量亏损的思考 E m c2 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 10 3 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 可理解为组成原子核后 核内每个核子仿佛 瘦了 一些 第三 质量亏损并非质量消失 而是减少的质量 m以能量形式辐射 动质量 因此质量守恒定律不被破坏 11 第四 公式 E m c2的单位问题 国际单位 m用 kg C用 m s E用 J 第五 核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级 当然 2 19MeV的能量的绝对数量并不算大 但这只是组成1个氘核所放出的能量 如果组成的是6 02 1023个氘核时 放出的能量就十分可观了 与之相对照的是 使1摩的碳完全燃烧放出的能量为393 5 103J 折合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只不过4eV 若跟上述核反应中每个原子可能放出的能量相比 两者相差数十万倍 12 1 物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比关系 对质能方程理解E mc2的理解 四 质能方程E mc2 2 任何质量为m的物体都具有大小相当于mc2的能量 任何一部分能量也都与一定的质量向对应 3 物体的质量发生变化 相对应的能量也会变化 13 m1 m2 m3 根据质能方程E mc2和能量守恒定律 推导出 光子的能量 即氘核的结合能 并总结出求结合能的方法 方法 计算结合能时 先计算质量亏损 m 在带入质能方程求出结合能 四 质能方程E mc2 E 14 小结 1 核子之间的强相互作用力叫 主要特点是 2 当核子结合成原子核时要 吸收 或 放出 一定的能量 原子核分解成核子时 要 吸收 或 放出 同样的能量 这个能量叫做原子核的结合能 3 结合能与核子数之比称 平均结合能 越大 越小 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 4 求解原子核的结合能的方法是 核力 短程力 强相互作用 强力 吸收 放出 平均结合能 越大 15 目标检测 1 一下关于核力的说法正确的是 A 核力存在于任何核子之间B 核力只存在于相邻的核子之间C 核力与万有引力性质相同D 核力是一种短程的强作用力 16 目标检测 2 联合国将2005年定为 国际物理年 以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献 对于爱因斯坦提出的质能方程E mc2 下列说法中正确的是 A E mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B E mc2中的E表示发生核反应过程中释放的核能C 根据 E mc2可以计算核反应中释放的核能D E mc2表示发生的质量亏损 m转变成为能量 E释放出来 17 3 当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量 设氘核的质量为m1 氚核的质量为m2 氦核的质量为m3 中子的质量为m4 则反应过程中释放的能量为 目标检测 A C D B 核反应方程为 18 目标检测 拓展 4 一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核 同时辐射一个 光子 已知质子 中子 氘核的质量分别