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19 5核力与结合能 mp mp 库仑力 库仑力 万有引力 问题2 核子靠什么力结合成原子核 问题1 氦原子核中有两个质子 质子质量为mp 1 67 10 27kg 带电量为元电荷e 1 6 10 19C 原子核的直径的数量级为10 15m 那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍 核力 能够把核中的各种核子联系在一起的强相互作用力叫做核力 问题3 核力具有怎样的特点呢 核力 能够把原子核中的各种核子联系在一起的强大的力 叫做核力 2 核力是短程力 约在10 15m量级时起作用 距离大于0 8 10 15m时为引力 距离小于0 8 10 15m时为斥力 因此核子不会融合在一起 距离为10 10 15m时核力几乎消失 1 核力是四种相互作用中的强相互作用的一种表现 在原子核尺度内 核力比库仑力大得多 3 核力具有饱和性 即每个核子只跟相邻的核子发生核力作用 特点 4 核力与电荷无关 它存在于质子与质子间 中子与中子间 质子与中子间 核力 1 万有引力 引力主要在宏观和宇宙尺度上 独领风骚 是引力使行星绕恒星转动 并且联系着星系团 决定了宇宙的现状和未来 四种相互作用 3 强相互作用 在原子核内 强力将核子束缚在一起 2 电磁力 在原子核外 电磁力使电子结合成分子 使分子结合成液体与固体 4 弱相互作用 弱相互作用是引起原子核 衰变的原因 即引起中子 质子转变的原因 弱相互作用也是短程力 其力程比强力更短 为10 18m 作用强度则比电磁力小 电磁力和万有引力都是 长程力 即它们可以作用到无限远的距离 距离越远 力就越小 核力与四种基本相互作用 典例探究 例1 从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和不同之处 1 它们分别涉及四种基本相互作用的哪一种 2 每种反应分别改变了或重新安排了什么 1 自然界中稳定核的质子数和中子数有何特点 这个现象如何解释 2 若不断增大原子核的中子数 能不断增大原子核吗 为什么 3 将一个质子和中子结合在一起 会产生什么现象 若要把它们分开 需要什么条件 4 结合能是原子具有的能量吗 如何理解结合能 5 结合能的大小与核子数有关吗 6 什么是比结合能 为什么说比结合能越大 原子核中核子结合越牢固 原子越稳定 思考 7 物体的质量和能量有何关系 若一个物体质量减小了 m 那么它的能量减小多少 8 将一个质子和一个中子结合成一个氘核 能量减小了 是否违反了能量守恒定律 为什么 9 将一个质子和一个中子结合成一个氘核 质量减小了 是否违反了质量守恒定律 为什么 10 什么是质量亏损 质量亏损表明什么 11 若要释放结合能 我们可以怎么做 为什么 思考 典例探究 反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和反应前后质量数不变 因而质量不变核子结合成核时 一定释放核能 光子具有的能量为 为核反应中的质量亏损 例2 中子和质子结合成氘核 同时释放 光子
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