5.3核力與結合能

問題與思考：

原子核是由中子和質子構成的。在原子核那樣狹小的空間里，是什么力量把帶正電的質子緊緊地束縛在一起而不飛散開呢？一、核力與四種基本相互作用1.核力（強相互作用）：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強大的力叫做核力。特點：與萬有引力和電磁力不同，距離增大時，強相互作用急劇減小，它的作用范圍只有約10-15m，即原子核的大小，超過這個界限，這種相互作用實際上已經不存在了，它是短程力。這樣，萬有引力、電磁力和強相互作用分別在不同的尺度上發(fā)揮了作用。（1）萬有引力：引力主要在宏觀和宇宙尺度上“獨領風騷”。是引力使行星繞恒星轉動，并且聯(lián)系著星系團，決定了宇宙的現(xiàn)狀和未來。（3）強相互作用：在原子核內，強力將核子束縛在一起。（2）電磁力：在原子核外，電磁力使電子和原子核結合成分子，使分子結合成液體與固體。電磁力和萬有引力都是“長程力”，即它們可以作用到無限遠的距離，當然距離越遠，力就越?。?）弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子－質子轉變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強力更短，為10－18m，作用強度則比電磁力小。一、核力與四種基本相互作用2.四種基本相互作用二、結合能

氦原子核是由兩個質子和兩個中子憑借核力結合在一起的，要把它們分開，需要吸收能量。反過來，4個核子結合成氦原子核要放出能量。那么，把核子分開需要的能量與核子結合放出的能量有什么關系？思考與討論：1.結合能：當核子結合成原子核時要放出一定能量；原子核分解成核子時，要吸收同樣的能量。這個能量叫做原子核的結合能。組成原子核的核子數(shù)，組成原子核的核子數(shù)越多，結合能越大。2.結合能大小的因素：二、結合能1.比結合能：原子核的結合能與核子數(shù)之比稱為比結合能，也叫平均結合能。2.注意：核子結合成原子核時，平均每個核子所釋放的結合能，它也等于把原子核拆散成每個核子時，外界提供給每個核子的平均能量。比結合能結合能核子數(shù)=3.意義：它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。比結合能越大，原子核越穩(wěn)定。二、結合能二、結合能

不同原子核的比結合能是不一樣的，右圖是按照實際測量結果畫的圖線?？梢钥闯觯械却笮〉暮说谋冉Y合能最大（平均每個核子的質量虧損最大），這些核最穩(wěn)定。4.不同原子核的比結合能圖像：1.質量虧損：原子核的質量小于組成它的核子的質量之和，這個現(xiàn)象叫作質量虧損。三、質量虧損2.愛因斯坦已經給我們指出了物體的能量與它的質量的關系，即：E＝mc2思考：將一個質子和一個中子結合成一個氘核，能量減小了，是否違反了能量守恒定律？為什么？沒有違反能量守恒定律；減小的這部分能量以γ光子釋放出去。思考：將一個質子和一個中子結合成一個氘核，質量減小了，是否違反了質量守恒定律？為什么？沒有違反質量守恒定律；減小的那部分質量等于γ光子的動質量。三、質量虧損1．某核反應方程。已知的質量為2.0136u，的質量為3.0180u，的質量為4.0026u，X的質量為1.0087u。則下列說法中正確的是（）A．X是質子，該反應釋放能量 B．X是中子，該反應釋放能量C．X是質子，該反應吸收能量 D．X是中子，該反應吸收能量B2．關于原子核的結合能，下列說法正確的是()A．原子核的比結合能等于將其完全分解成自由核子所需能量的最小值B．原子核衰變成α粒子和另一原子核，并釋放出能量，衰變產物的結合能之和一定小于原來原子核的結合能C．銫原子核()的結合能小于鉛原子核()的結合能D．比結合能越大，原子核越不穩(wěn)定CA4．一個質子和一個中子結合成氘核，同時放出γ光子，核反應方程是，以下說法中正確的是()A．反應后氘核的質量一定小于反應前質子和中子的質量之和B．反應前后的質量數(shù)不變，因而質量不變C．反應前后質量數(shù)不變，但會出現(xiàn)質量虧損D．γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應中的質量虧損，c為光在真空中的速度ACD5．下列說法中，正確的是（）A．愛因斯坦質能方程反映了物體的質量就是能量，它們之間可以相互轉化B．由E=mc2可知，能量與質量之間存在著正比關系，可以用物體的質量作為它所蘊藏的能量的量度C．核反應中發(fā)現(xiàn)的“質量虧損”是由靜止質量變成運動質量D．因為在核反應中產生能量，有質量的轉化，所以系統(tǒng)只有質量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質量并不守恒BC6．對于核力，以下說法正確的是（

）A．核力是弱相互作用，作用力很小B．核力是強相互作用的表現(xiàn)，是強力C．核子之間的距離小于0.8×10-15m時，核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會融合在一起D．人們對核力的了解很清楚，特別是在小于0.8×10-15m時核力的變化規(guī)律更清楚BCBC8．用質子轟擊鋰核（）生成兩個α粒子，以此進行有名的驗證愛因斯坦質能方程的實驗．已知質子初動能是0.6MeV，質子、α粒子和鋰核的質量分別是1.0073u、4.0015u和7.0160u．已知1u相當于931.5MeV，則下列敘述中正確的是（