高中物理 第19章 原子核 第7、8节 核聚变、粒子和宇宙课件 新人教版选修35.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 5 原子核 第十九章 第七节核聚变第八节粒子和宇宙 第十九章 万物生长靠太阳 如图 太阳在我们日常生活中是无可替代的 它提供给地球足够的能源 如果说太阳一旦没有了 那么地球上的一切生物都将随之消失 你知道太阳的能量来源于什么吗 核聚变1 定义轻核结合成 的原子核的反应叫聚变 一 质量较大 2 聚变发生的条件要使轻核发生聚变 必须使它们的距离达到 m以内 核力才能起作用 由于原子核都带正电 要使它们接近到这种程度 必须克服巨大的 这就要求原子核具有足够的动能 有一种方法就是把它们加热到很高的温度 温度高达 开尔文 因此聚变又叫 10 15 库仑斥力 几百万 热核反应 3 应用目前 热核反应主要用在核武器上 那就是 需要用 爆炸产生的高温高压引发核爆炸 4 太阳能太阳的主要成分是 太阳中心温度可达1 5 107k 在此高温下 氢核聚变成氦核的反应不停地进行着 太阳能就来自于太阳内部 释放的核能 氢弹 原子弹 氢 聚变 1 聚变与裂变相比有很多优点 1 轻核聚变产能 2 地球上聚变燃料的储量 3 轻核聚变更为 2 聚变的难点地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温 受控热核反应 效率高 丰富 安全 清洁 3 控制方法 1 磁约束 利用磁场约束参加反应的物质 目前最好的一种磁约束装置是 2 惯性约束 聚变物质因自身的惯性 在极短时间内来不及扩散就完成了核反应 在惯性约束下 用 从各个方向照射反应物 使它们 挤 在一起发生反应 环流器 激光 1 基本 粒子19世纪末 许多人认为光子 电子 和 是组成物质的不可再分的最基本粒子 2 发现新粒子 1 从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子 它们不是由 组成 2 科学家进一步发现质子 中子等本身也是复合粒子 且还有着 的结构 基本粒子 不基本 质子 中子 质子 中子 电子 复杂 3 探测工具粒子 和粒子 是研究粒子物理的主要工具 加速器 探测器 1 新粒子1932年发现了 1937年发现了 1947年发现了k介子和 介子及以后的超子等 2 粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系 可将粒子分为三大类 和 发现新粒子 正电子 子 强子 轻子 媒介子 夸克模型 1 宇宙的演化经历了 时代 时代 时代 10万年之后 随着温度降低逐步组成 和星系 宇宙与恒量的演化 强子 轻子 核合成 恒星 星云团 3 核聚变的特点 1 在消耗相同质量的核燃料时 轻核聚变比重核裂变释放更多的能量 2 热核反应一旦发生 就不再需要外界给它能量 靠自身产生的热就可以使反应进行下去 3 普遍性 热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着 太阳就是一个巨大的热核反应堆 4 轻核聚变与重核裂变的区别 答案 1 要使轻核聚变 必须使轻核接近核力发生作用的距离10 15m 2 它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸 二 对粒子的认识1 发现新粒子 按照粒子与各种相互作用的关系 可以将粒子分为三大类 强子 轻子和媒介子 2 粒子的分类 特别提醒 粒子具有对称性 有一个粒子 必存在一个反粒子 所以每种夸克都有对应的反夸克 1 为什么现在将 基本 二字去掉 统称为粒子 2 为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破 答案 1 随着科学的发展 科学家们发现了很多的新粒子都不是由质子 中子 电子组成的 又发现质子 中子等本身也有自己的复杂结构 所以现在将 基本 二字去掉 统称为粒子 2 夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破 它指出电子电荷不再是电荷的最小单元 即存在分数电荷 聚变的核反应方程 解析 方程 1 属于重核裂变 方程 2 属于轻核聚变 选项a错而b对 由质量数和电荷数守恒得 k 10 d 1 选项c对而d错 答案 bc 答案 bd解析 本题主要考查核反应方程问题 a中方程为人工转变方程 a错 b为核聚变方程 b正确 c为 衰变方程 c错 d为原子核的人工转变方程 d正确 正确答案b d 核聚变反应的能量问题 2 已知质子质量mp 1 67 10 27kg 氦核质量m 6 6458 10 27kg 电子质量me 9 0 10 31kg 光速c 3 0 108m s 求每发生一次上述核反应所释放的能量 3 根据题目中数据计算太阳1秒钟减少的质量 太阳还能用多少年 粒子与宇宙 解析 宇宙形成之初产生了夸克 轻子和胶子等粒子 之后又经历了质子和中子等强子时代 再之后是自