新课程人教版高中物理选修3-5核力与结合能课件1.ppt

第五节核力和结合能，原子核的组成，原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核。 电荷数=质子数质量数=质子数中子数=核数，原子核半径约为10-15m，只是原子半径的万分之一。 在这么小的空间带正电的质子和质子之间的库仑斥力很大，万有引力太小，只有库仑力10-36。 通常，原子核是稳定的，所以在核内牢牢拉动各种核的力被称为核力。、核力、mp、mp、库仑力、库仑力、万有引力、核力、核以什么样的力与原子核结合？ 核力：把核中能把各种各样的核结合起来的强大力量叫做核力，核力有什么样的特征呢？ 一、核力：二.核力是短程力。 以约10-15m的量级发挥作用，距离大于0.81015m时为引力，距离为1010-15m时核力基本消失，距离小于0.81015m时为斥力。 3 .核力具有饱和性。 核只会在相邻的少数核中产生强引力，不会作用于核内的所有核。 4 .核能不依赖于电荷。 对于所给予的相对运动状态，核力与核电荷无关。 理解核之间的相互作用还需要考虑核的组成部分夸克的相互作用。 1、原子能是四个相互作用中强相互作用(强力)的表现。 核力以外原子核内存在弱相互作用(弱力)弱力的是中子-质子转移的原因弱相互作用也是短程力，力程比强力短，为10-18m，作用强度比电磁力小。 二、原子核质子与中子的比率；二、原子核质子与中子的比率、自然界轻的原子核、质子数与中子数大致相等，但重的原子核中子数大于质子数，重的元素两者的差异越大。 为什么呢？ 核子越来越大，核子之间的距离越来越远。 随着距离的增长，核力和电磁力减小，但核力更快地减小。 因此，原子核一旦增大到某种程度，离开的质子之间的核力就不足以平衡彼此的库仑力，这个原子核就会变得不稳定。 这时，不是成对增加核，而是只增加中子，中子和其他核没有库仑排斥力，但是有相互吸引的核力，有助于保持原子核的稳定。 因此，在稳定的重原子核中中子的数量比质子的数量多。 由于核力的作用范围有限，如果继续加大原子核的话，核之间的距离就会变大，其间就没有核力的作用。 这种情况下，增加中子也没有办法。 这样的核必然会变得不稳定。 在宇宙进化过程中，各种粒子有机会进行各种组合，但不稳定的组合很快就会崩溃，只剩下200多种稳定的原子核。 现在观察到的天然放射性元素正在崩溃。 在某个数值的情况下，同样，由于核之间存在强核力，因此核与原子核结合或者原子核分解为核时，伴随着大的能量变化，核与原子核结合时知道必须释放一定的能量的原子核分解为核时，吸收相同的能量这种能被称为原子核的结合能.三、结合能，结合能不是核与原子核结合所具有的能量，而是分离核所必需的能量。比结合能：结合能与核数之比称为比结合能。 也称为平均结合能。 比结合能量大，表明原子核中的核结合得越牢固，原子核越稳定。 三、结合能、四、质量损失、一、例题：中子质量=1.674910-27Kg质子的质量=1.672610-27Kg中子与质子的质量和=3.347510-27Kg氘核的质量差=3.343610-27Kg、四、质量损失、二、质量损失：原子分解成核时，质量增加的核原子核的质量比构成原子核的核的质量之和小称为质量损失。1、例题：爱因斯坦的质量方程式E=mc2式中，c为真空中的光速，m为物体的质量，e为物体的能量。 核与原子核结合时出现的质量损失m表示在相互结合的过程中能量e=MC 2，3，释放了问题的理解和注意事项。 第一，核反应过程中：个核与原子核结合时，新核的质量小于核的质量(质量损失)，同时以光子形式释放原子能的原子核分解成核时，必须吸收一定的能量。 核的总质量大于原核的质量。 第二，在核反应过程中，如果失去质量，核的个数就不会失去(也就是保存了质量数)，在构成原子核后，核内的各个核可以解释为“瘦了”。 第三.质量的损失不是质量消失，而是以能量的形式放射减少的质量m，因此质量保存法则不能被破坏的第四.式e=MC-2的单位问题，国际单位：m用的“kg”C用的“m/s”E用的“j”，常用单位：m用的“u (原子质量单位)” 1u=1.66056610-27kgE用的“uc21uc2=931MeV(1u的质量变化表示相当于931mev的能量变化)，P39问题和练习3 .当然2.19MeV的能量的绝对数并不那么大，但这是构成一个重氢核而放出的构成6.021023个氘核时，释放的能量非常大。 相比之下，完全燃烧1摩尔碳所释放的能量换算成393.5103J .完全燃烧时释放的能量只有4eV。 与上述核反应中可能每个原子释放的能量相比，两者之间的差异是几十万倍.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多一些水平.授课练习：(1) 1原子质量单元u相当于931.50MeV能量，1u=1.6606-27kg，光速c=2.9979108 m/s 1ev=1.602210