5.3核力与结合能 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

5.3核力与结合能一、核力与四种基本相互作用能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。思考：核力具有怎样的特点呢？核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。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。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。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。要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物—夸克的相互作用。除核力外原子核内还存在弱相互作用（弱力）

弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10-18m,作用强度则比电磁力小.四种基本相互作用电磁力：在原子核外，电磁力使电子结合成分子，使分子结合成液体与固体。电磁力和万有引力都是“长程力”，即它们可以作用到无限远的距离，当然距离越远，力就越小万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星系团，决定了宇宙的现状和未来。四种基本相互作用强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。弱相互作用：弱相互作用是引起原子核

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，作用强度则比电磁力小。二、结合能相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起，动能变成它们的内能散失掉了。两个物体为了结合而付出了代价——失去了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们这份能量原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。

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γ为光子，其能量≥2.2MeV，反应才能发生当核子结合成原子核时要放出一定能量（2.22Mev)原子核分解成核子时，吸收同样的能量（2.22Mev)这个能量叫做原子核的结合能自然，原子核越大，它的结合能越高。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？结合能的大小不能反映原子核的稳定程度思考：如何才能反映原子核的稳定程度？结合能与核子数之比，称做为平均结合能。也叫比结合能。意义：它反映了一个原子核稳定程度平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。平均结合能：比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示。从图中可看出,中等质量原子核的比结合能最大,轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。三、质量亏损核反应前后质量数是守恒的，那么反应前后原子核的总质量相等吗？[例]已知中子的质量mn为1.6749x10-27kg,质子的质量mp为1.6726x10-27kg,氘核的质量mD为3.3436x10-27kg，求氘核的比结合能。E=mc2由爱因斯坦质能方程可以求解解：单个的质子与中子的质量之和为这个数值与氘核质量之差与这个质量差相对应的能量为在核物理中，能量单位常常使用电子伏特(eV),即所以，氘核的结合能是氘核的比结合能为通过这个例题可以看出，原子核的质量小于