第五节__核力与结合能1

1、中子中子质子质子原子核示意图原子核示意图（1）核子之间存在万有引力）核子之间存在万有引力核子以什么力结合成原子核？核子以什么力结合成原子核？（2）质子之间存在比万有引）质子之间存在比万有引 力更强大的库仑斥力。力更强大的库仑斥力。（3）原子核的结构是非常牢固）原子核的结构是非常牢固的。的。核力：使核子结合在一起的强相互作用核力：使核子结合在一起的强相互作用 核力存在于质子之间、中子之核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间。间及中子与质子之间，即核子之间。中子质子原子核示意图原子核示意图 核力是只在核力是只在1.51015m距离内距离内起作用的短程强相互作用力。核力在起作用的短

2、程强相互作用力。核力在大于大于0.81015m时表现为引力，时表现为引力，小小于于0.80.810101515m m时表现为斥力时表现为斥力。只有只有相邻的核子之间才有核力作用。相邻的核子之间才有核力作用。入射的光子的能量至少是入射的光子的能量至少是2.22MeV 2.22MeV 以以光子的形式向外辐射光子的形式向外辐射2.22MeV2.22MeV出去出去 氘核氘核2.2MeV中子中子质子质子氘核氘核2.2MeV中子中子质子质子 结合能 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，也叫核能。 比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核

3、越稳定。OFe平均结合能平均结合能DEFABCzOZABCDEFFe核子平均质量核子平均质量OFe平均结合能平均结合能DEFABCz 从相对论得出，物体的能量和质量从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系。之间存在如下密切联系。2mcE 爱因斯坦的爱因斯坦的质能方程质能方程表明：表明：物体具有的能量与它的质量之物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系。间存在着简单的正比关系。 * *质量亏损质量亏损 把组成原子核的核子的质量与原子核的把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损质量之差叫做核的质量亏损。 核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出核子在结合成原

4、子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：能量，大小为：2mcE以以辐射的形式释放能量，光子是有动质量的辐射的形式释放能量，光子是有动质量的( (静质量为零静质量为零) )，它的动质量与，它的动质量与2 21 1H H核的质量亏损核的质量亏损相等。相等。rHHnnHHr211110101121 原子核的质量亏损并不破坏质量守恒定律原子核的质量亏损并不破坏质量守恒定律2mcE 2mcE例：例：氦核是由氦核是由2 2个质子和个质子和2 2个中子组成的。个中子组成的。1 1个质子个质子的质量的质量m mp p=1.007277u=1.007277u，1 1个中子的质量个中子的质量m mn n=1.

5、008665u=1.008665u，氦核的质量为，氦核的质量为4.001509u4.001509u。这里。这里u u表表示原子质量单位，示原子质量单位，1u=1.6605661u=1.6605661010-27-27kgkg，由上述，由上述数值，请计算核子结合成氦原子核时释放的能量数值，请计算核子结合成氦原子核时释放的能量是多少是多少MeVMeV？注：若注：若m的单位取的单位取“原子质量单位原子质量单位”。 符号为符号为“u”，1u=1.6606 1027 kg 1u相当于相当于931.5 Mev的能量的能量写出核反应方程写出核反应方程计算质量亏损计算质量亏损m根据质能方程根据质能方程 E = mC2计算核能。计算核能。 注意质量单位取注意