学沪科版选修35 5.1核能来自何方 课件（4）（18张）.ppt

原子弹 氢弹 1945年日本遭两次原子弹轰炸事件 秦山核电站 浙江省嘉兴市海盐县秦山镇 太阳上的核聚变反应 第5章核能与社会 5 1核能来自何方 原子核的半径约为10 15m 只相当原子半径的万分之一 在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大 万有引力太小 只有库仑力的10 36 而通常原子核是稳定的 于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起 此力称为核力 核力 mp mp 库仑力 库仑力 万有引力 万有引力 核力 核子靠什么力结合成原子核 核力 组成原子核的核子之间存在着一种特殊的力叫做核力 核力具有怎样的特点呢 一 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 距离为10 10 15m时核力几乎消失 距离小于0 8 10 15m时为斥力 3 核力具有饱和性 核子只对相邻的少数核子产生较强的引力 而不是与核内所有核子发生作用 4 核力具有电荷无关性 对给定的相对运动状态 核力与核子电荷无关 1 核力是四种相互作用中的强相互作用 强力 的一种表现 由于核子间存在着强大的核力 所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时 都伴随着巨大的能量变化 可见 当核子结合成原子核时要放出一定能量 原子核分解成核子时 要吸收同样的能量 这个能量叫做原子核的结合能 二 结合能 结合能并不是由于核子结合成的原子核而具有的能量 而是为把核子分开而需要的能量 比结合能 结合能与核子数之比 称做为比结合能 也叫平均结合能 比结合能越大 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 三 结合能 三 如何计算结合能 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 例题1 2 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 原子核的核子的质量之和与原子核的质量之差 叫做核的质量亏损 1 爱因斯坦质能方程e mc2式中c是真空中的光速 m是物体的质量 e是物体的能量 核子在结合成原子核时出现的质量亏损 m 正表明它们在互相结合过程中放出了能量 e m c2 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 第四 公式 e m c2的单位问题 常用单位 m用 u 原子质量单位 1u 1 660566 10 27kg e用 uc2 1uc2 931 5mev 表示1u的质量变化相当于931 5mev的能量改变 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 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 课堂练习 1 试证明 1原子质量单位u相当于931 50mev的能量 1u 1 6606 27kg 光速c 2 9979 108m s 1ev 1 6022 10 19j 2 碳原子的质量是12 000000u 可以看做是由6个氢原子 质量是1 007825