核力与比结合能教案

1、学习必备欢迎下载14.5 核力与结合能教学目标：1 了解四种相互作用，知道核力的特点。2 认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行计算。3 能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因教学重难点：1 理解核力的特点2 理解原子核中质子和中子的比例问题3 质量亏损的计算，结合能和比结合能的理解和计算。教学过程：一、引入：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，只有库仑力的在一起而不飞散 ?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能二、授新10-36

2、。那么质子为什么能挤把核子束缚在一起了呢 ?今天就1核力与四种相互作用：万有引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用。（1）核力的特点：核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。 在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。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，因此核子不会融合在一起。核力具有饱和性。 每个核子只跟相邻的核子发生核力作用， 这种性质称之为核力的饱和性。核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态，

3、核力与核子电荷无关。（2）弱相互作用弱相互作用是引起原子核发生衰变的原因 ,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，作用强度比电磁力弱。2原子核中质子和中子的比例轻核（原子序数小于 20）的质子数和中子数大致相等；对轻核而言，核子数量相对较小，核子间距处于核力作用范围之内，由于核力远大于电磁力，即使质子和中子成对出现，强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内，形成稳定的原子核。重核（原子序数大于 20）的质子数小于中子数；对于重核而言，核子数量大， 核子间距也大， 由于核力的饱和性， 核力会因为核子间距的变大而大幅度减小，甚至小于电磁力。如

4、果质子和中子再成对出现，原子核不稳定；如果只增加中子，由于中子之间不存在库仑力， 但有相互吸引的核力， 所以有助于维系原子核的稳定，所以重核内中子数会明显大于质子数。由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果我们我们继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。例 1：关于核子接合成原子核，下列说法正确的是（）A 原子核内的核子间均存在核力学习必备欢迎下载B原子核内的质子间均存在核力与库仑力C稳定的原子核的质子数总是与中子数相等D对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力，维系原子核稳定的作用3结合能与比结合能：（1）结

5、合能E：把一个原子核中结合在一起的核子彻底分开需要吸收一定的能量，分开的核子接合成原子核会释放同样多的能量。这个能量叫做结合能E。E（2）比结合能e：结合能与核子数的比值叫做比结合能。e。n（ 3）不同原子核的比结合能是不同的，中等质量的原子核比结合能最大， 轻核和重核的比结合能要小些。 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。因为比结合能越大，将每个核子分开所需的能量越大。（4）核反应释放能量的计算方法：23892 U23490Th 24He ，设 23892U 比结合能为 e1 ， 23490Th 的比结合能为 e2 ， 24 He 的比结合能为e3 。则次核反应释放的能

6、量为：E234e24e3238e1 。例 2：如果把168O 分成8 个质子和8 个中子， 要给它多少能量？把它分成4 个24 He，要给它多少能量？已知168O的比结合能是7.98Mev， 24 He 的比结合能为7.07 Mev。4质量亏损（1）爱因斯坦质能方程：Emc2，能量减小E=m·c2。一定的质量具有的总能量是一定的。物体的质量增加，则总能量增加，质量减小， 则总能量减少。例 3：已知中子的质量 mn=1.6749 ×10-27-27kg，质子的质量为 mp =1.6726× 10 kg，氘核的质量mD =3.3436 ×10-27kg。将一

7、个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了多少？能量减小了多少？氘核的结合能是多少？比结合能是多少？学习必备欢迎下载（2）质量亏损：并不是指质量消失，减少的质量以能量的形式辐射出去了。例 4：中子和质子结合成氘核，同时释放 光子， 核反应方程是11 H01n12H,下列说法正确的是（）A. 反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和B. 反应前后质量数不变，因而质量不变C. 核子结合成核时，一定释放核能D. 光子具有的能量为2，m 为核反应中的质量亏损m·c5核能计算办法总结：（ 1）根据质量亏损计算：E= m·c2（ 2）利用原子质量单位 u 和电子伏特之间的关系计算1u=1.660610 27 kg， 1ev=1.610 16 J ，由 Emc2，可算得， E=931.5MeV 。即：质量亏损 1u，则释放931.5 MeV 的核能。（ 3）根据能量守恒和动量守恒来计算核能。（ 4）利用比结合能来计算核能例 5：镭核 22688 Ra 发生衰变放出一个粒子变成氡核22