高考物理一轮复习课件第三节核力与核反应方程

第三节

核力与核反应方程第五章原子与原子核1.核反应方程核反应方程：原子核在其他粒子（如α粒子、质子、中子甚至γ光子）的轰击下产生新原子核的过程。1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子1932年,卢瑟福的学生查德威克发现中子核反应与

衰变比较不同点：①核反应是其他粒子与原子核相碰撞的结果，

需要一定的

装置和条件才能发生

②衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响相同点：①质量数守恒②电荷数守恒②动量守恒1.核反应方程

2.核力及四种基本相互作用【问题1】原子核是由中子和质子构成的。在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢?原子核核力（强相互作用，也叫强力）能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力2.核力及四种基本相互作用

核力的特点（1）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。（2）核力是短程力（r~10-15m量级）①r<0.5×10-15m

时为

斥力②0.5×10-15m<r<2.0×10-15

m

时为引力

③2.0×10-15

m<r时为零（3）核力具有饱和性。

每个核子只跟相邻的核子发生核力作用。（4）

核力具有电荷无关性。2.核力及四种基本相互作用万有引力使众多恒星聚在一起形成星团强相互作用可以存在于各种核子之间弱相互作用（如原子核的β衰变）电磁相互作用存在于电荷、磁体间3.结合能

两个物体为了结合而失去能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们能量。+-+-+-电势能转化为动能动能转化为内能损失补充损失的能量结合能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，要吸收同样的能量释放能量吸收同样能量自由的核子原子核组成原子核的核子数，组成原子核的核子数越多，结合能越大。3.结合能【问题2】结合能越大原子核是不是越难被拆散？即：结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。意义:它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。U-235He-4比结合能（平均结合能）结合能核子数=3.结合能

质量亏损原子核分解为核子时，质量增加；核子结合成原子核时，质量减少；原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和氘核的质量

3.3436×10－27Kg

质子的质量

1.6726×10－27Kg

中子的质量

1.6749×10－27Kg释放2.19MeV能量

吸收2.19MeV能量中子和质子的质量和3.3475×10－27Kg质量差

0.0039×10－27Kg3.结合能对质能方程的理解①物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比关系。②任何一部分能量也都与一定的质量相对应，等于光速平方与质量乘积。③物体的质量发生变化，相对应的能量也会变化。爱因斯坦质能方程总能量质量光速释放能量质量亏损光速释放能量质量亏损3.结合能

ΔE=Δmc2

国际单位：常用单位：Δm用“kg”Δm用“u(原子质量单位)”c用“m/s”ΔE用“J”ΔE用“uc2”1u=1.6605655×10-27kg1uc2=931.5MeV表示1u的质量变化相当于931.5MeV的能量改变ΔE=Δm×931.5MeV

爱因斯坦质能方程将碳12原子质量的十二分之一记为原子质量单位u电子伏特兆电子伏特千电子伏特碳原子质量的叫做原子质量单位，用u表示请根据E=mc2证明：1u相当于3.结合能一个碳原子的质量为

证明：碳原子的摩尔质量为所以3.结合能【问题2】从图象可看出哪种原子核的比结合能最大，即最稳定？不同原子核的比结合能随质量数A的变化铁（Fe）原子核的比结合能最大中等大小的核的比结合能最大，这些核最稳定3.结合能

物理学家测过各元素的原子核平均质量，其中铁的原子核平均质量最低(原子核平均质量图像类似对钩形状，氢和铀较高，铁等中间原子量者较低)所以当产生重核裂变和轻核聚变时，都会使所得新原子核的原子核平均质量降低进而产生质量亏损，释放大量能量。核子的平均质量原子核的质量核子数=原子核的平均质量与原子序数之间的关系核子平均质量FDCEFeBAZO平均结合能ZOACFEDBFe不同原子核的比结合能随质量数A的变化3.结合能【例3—三维设计P117】如图为原子核的比结合能曲线。根据该曲线，下列说法正确的是A．

核比

核更稳定B．

核的结合能约为7MeVC．两个

核结合成

核时释放能量D．质量数越大的原子核越稳定C【例4】如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，其中元素A、B、C对应的原子序数、核子数、平均质量分别为ZA、ZB、ZC，nA、nB、nC，和mA、mB、mC，下列说法中正确的是A．若A分裂成B和C，一定释放核能B．若A分裂成B和C，一定吸收核能C．若A分裂成B和C，一定释放核能D．若A分裂成B和C，不能确定是吸收，还是释放能量核子平均质量C3.结合能

【例5—2021年海南高考】1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为

。已

知

、

、