1、5核力與結(jié)合能,第十九章原子核,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.了解四種基本相互作用，知道核力的性質(zhì). 2.能簡(jiǎn)單解釋輕核和重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比例的原因. 3.知道原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能的概念. 4.知道什么是質(zhì)量虧損，能應(yīng)用質(zhì)能方程進(jìn)行計(jì)算,一、核力與四種基本相互作用,(1)有的同學(xué)認(rèn)為：“原子核內(nèi)質(zhì)子間的庫(kù)侖斥力，與質(zhì)子、中子間的萬(wàn)有引力平衡而使原子達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)”，這種說法正確嗎？,知識(shí)探究,導(dǎo)學(xué)探究,答案,答案不正確質(zhì)子之間的庫(kù)侖力的大小與萬(wàn)有引力的大小相差1035倍，兩者相差懸殊，不可能平衡,(2)是什么力克服質(zhì)子之間的庫(kù)侖斥力，使核子結(jié)合成一個(gè)穩(wěn)固的原子核的？

2、,答案核子間(質(zhì)子與質(zhì)子、中子與中子、質(zhì)子與中子)存在著一種比庫(kù)侖力大得多的核力,核力及特點(diǎn) (1)核力：原子核里的 間存在著相互作用的核力，把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核 (2)核力特點(diǎn) 核力是核子間的 的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫(kù)侖力 核力是 ，作用范圍在 之內(nèi) 在大于0.81015 m時(shí)表現(xiàn)為 ，超過1.51015 m時(shí)，核力急劇下降幾乎消失；而距離小于0.81015 m時(shí)，核力表現(xiàn)為 ,知識(shí)梳理,答案,核子,核力,強(qiáng)相互作用,大得多,短程力,1.51015 m,吸引力,斥力,每個(gè)核子只跟 的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的 核力與核子是否帶電無(wú)關(guān)，質(zhì)子與質(zhì)子間、

3、質(zhì)子與中子間、中子與中子間都可以有核力作用 (3)四種基本相互作用,答案,鄰近,飽和性,更短,電磁力,萬(wàn)有引力,下列關(guān)于核力的說法正確的是() A.核力同萬(wàn)有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用 B.核力就是電磁力 C.核力是短程力，作用范圍在1.51015 m之內(nèi) D.核力與電荷有關(guān),即學(xué)即用,解析答案,解析核力是短程力，超過1.51015 m，核力急劇下降幾乎消失，故C對(duì)； 核力與萬(wàn)有引力、電磁力不同，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤； 核力與電荷無(wú)關(guān)，故D錯(cuò).,C,(1)一些較輕的原子核如 中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系？,導(dǎo)學(xué)探究,答案,二、原子核中質(zhì)子與中子的比例,答案質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等.,(2) 等重核中各

4、有多少個(gè)中子、多少個(gè)質(zhì)子？較重的原子核中中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)有什么關(guān)系？,答案 中含有92個(gè)質(zhì)子、146個(gè)中子； 中含有90個(gè)質(zhì)子，144個(gè)中子.較重的原子核中中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù).,(3)試從核力的特點(diǎn)及核力的飽和性對(duì)上述現(xiàn)象做出解釋，并說明原子核能無(wú)限地增大嗎？,答案,答案穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多，由于核力作用范圍有限，以及核力的飽和性，如果繼續(xù)增大原子核，一些核子間距離會(huì)大到其間根本沒有核力作用，這時(shí)即使再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的，所以原子核不能無(wú)限地增大.,由于核力是 力及核力的飽和性，自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但較重的原子核，中子數(shù)質(zhì)子數(shù)，越重的原子核

5、，兩者相差越.,知識(shí)梳理,大于,答案,多,短程,即學(xué)即用,下列關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是() A.原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等 B.穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多 C.原子核都是非常穩(wěn)定的 D.由于核力的作用范圍是有限的，所以不可能無(wú)節(jié)制地增大原子核而仍 穩(wěn)定存在,D,解析答案,解析由穩(wěn)定核的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的關(guān)系圖象可知，質(zhì)量越大的原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多得越多，故A、B錯(cuò)誤； 原子核可以發(fā)生衰變，故C錯(cuò)誤； 由核力作用特點(diǎn)可知，核子數(shù)越多的原子核越不穩(wěn)定，故D正確.,(1)設(shè)有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子在核力作用下靠近碰撞并結(jié)合成一個(gè)氘核.質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核的過程中是釋放能量還是

6、吸收能量？使氘核分解為質(zhì)子和中子的過程中呢？,導(dǎo)學(xué)探究,答案,三、結(jié)合能,答案質(zhì)子和中子結(jié)合成原子核的過程中要釋放能量；氘核分解成質(zhì)子和中子時(shí)要吸收能量.,(2)如圖1所示是不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的曲線.,答案,答案釋放能量.,從圖中看出，中等質(zhì)量的原子核與重核、輕核相比比結(jié)合能有什么特點(diǎn)？比結(jié)合能的大小反映了什么？,圖1,比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化為比結(jié)合能較大的原子核時(shí)是吸收能量還是釋放能量？,答案中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能較大，比結(jié)合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定性，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定.,對(duì)結(jié)合能的理解 (1)結(jié)合能：原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們，需要能量，這

7、就是原子核的結(jié)合能. (2)比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與 之比稱為比結(jié)合能.比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越 ，原子核越 . (3)核子數(shù)較小的輕核和核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能 ，的原子核，比結(jié)合能較大.當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化為比結(jié)合能較大的原子核時(shí)會(huì) 核能.,知識(shí)梳理,分開,答案,核子數(shù),牢固,穩(wěn)定,較小,核子數(shù),中等,釋放,即學(xué)即用,下列對(duì)結(jié)合能、比結(jié)合能的認(rèn)識(shí)，正確的是() A.一切原子核均具有結(jié)合能 B.自由核子結(jié)合為原子核時(shí)，可能吸收能量 C.結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 D.比結(jié)合能越大的原子核越不穩(wěn)定,A,解析答案,解析自由核子結(jié)合成原子核的過程中，核力做正功，釋放出能量，反

8、之，將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗訒r(shí)需要吸收相應(yīng)的能量，該能量即為結(jié)合能，故A正確，B錯(cuò)誤； 核子較多的原子核的結(jié)合能大，但它的比結(jié)合能不一定大，比結(jié)合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定性，故C、D均錯(cuò)誤.,用粒子轟擊鈹( )核發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為 甲同學(xué)說：核反應(yīng)過程中核子數(shù)沒變，所以質(zhì)量是守恒的；乙同學(xué)查找資料，各個(gè)原子核或核子的質(zhì)量如下： mBe9.012 19 u，mC12.000 u，m4.002 6 u，mn1.008 665 u. (其中1 u1.660 5661027 kg)，他通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)反應(yīng)之后的質(zhì)量減少了，于是他得出結(jié)論：核反應(yīng)過程中質(zhì)量消失了. 這兩個(gè)同學(xué)的說法對(duì)嗎？如果不對(duì)錯(cuò)在哪

9、里？你對(duì)質(zhì)量虧損是如何理解的？,導(dǎo)學(xué)探究,答案,四、質(zhì)量虧損,答案甲同學(xué)的說法錯(cuò)誤.核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；乙同學(xué)的說法錯(cuò)誤.質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量的消失. 對(duì)質(zhì)量虧損的理解 (1)在核反應(yīng)中仍遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，所謂的質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量. (2)質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個(gè)數(shù)是不變的.,質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算 (1)對(duì)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的理解 質(zhì)能方程 愛因斯坦的相對(duì)論指出，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，其關(guān)系是E . 質(zhì)

10、量虧損：質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過程中以能量的形式輻射出去了.物體質(zhì)量增加，則總能量隨之；質(zhì)量減少，總能量也隨之，這時(shí)質(zhì)能方程也寫作E .,知識(shí)梳理,增加,答案,mc2,減少,mc2,(2)核能的計(jì)算 根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算 根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損m. 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E 計(jì)算核能. 其中m的單位是，E的單位是 . 利用原子質(zhì)量單位u和電子伏特計(jì)算 根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即E MeV.其中m的單位是 ，E的單位是.,千克,答案,mc2,焦耳,m931

11、.5,u,MeV,即學(xué)即用,根據(jù)愛因斯坦的研究成果，物體的能量和質(zhì)量的關(guān)系是Emc2，這一關(guān)系叫愛因斯坦質(zhì)能方程.質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，氦核的質(zhì)量為m，下列關(guān)系式正確的是() A.m(2mp2mn) B.m(2mp2mn) D.以上關(guān)系式都不正確,返回,B,答案,例1下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中，正確的是() A.核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié) 合能 B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大 C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大 D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大,一、對(duì)結(jié)合能的理解,典例精析

12、,解析答案,知識(shí)總結(jié),解析核子結(jié)合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A選項(xiàng)錯(cuò)誤； 比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，但比結(jié)合能越大的原子核，其結(jié)合能不一定大，例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結(jié)合能比重核小，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤； 中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核的大，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大，D選項(xiàng)正確.,答案D,知識(shí)總結(jié),知識(shí)總結(jié),結(jié)合能、比結(jié)合能的對(duì)比理解 (1)核子結(jié)合成原子核時(shí)一定釋放能量，原子核分開成核子時(shí)一定吸收能量.吸收或釋放的能量越大，表明原子核的結(jié)合能越大. (2)比結(jié)合能為結(jié)合能與核子數(shù)的比值，比結(jié)合能越大表明原子

13、核越穩(wěn)定.一般情況下，中等質(zhì)量的原子核比輕核和重核的比結(jié)合能大.,二、質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算,例2氘核和氚核聚變時(shí)的核反應(yīng)方程為 ，已知 的平均結(jié)合能是1.09 MeV， 的平均結(jié)合能是2.78 MeV， 的平均結(jié)合能是7.03 MeV，則該核反應(yīng)釋放的能量為_ MeV.,解析答案,歸納總結(jié),解析聚變反應(yīng)前氘核和氚核的總結(jié)合能 E1(1.0922.783) MeV 10.52 MeV. 反應(yīng)后生成的氦核的結(jié)合能 E27.034 MeV28.12 MeV. 由于單個(gè)核子無(wú)結(jié)合能，所以聚變過程釋放出的能量為 EE2E1 (28.1210.52) MeV17.6 MeV.,答案17.6,歸納總結(jié),歸納

14、總結(jié),計(jì)算核能的兩種方法： (1)根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算 根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損m. 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2計(jì)算核能. 其中m的單位是千克，E的單位是焦耳. (2)利用平均結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能 原子核的結(jié)合能核子的平均結(jié)合能核子數(shù).核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.,針對(duì)訓(xùn)練一個(gè)鋰核( )受到一個(gè)質(zhì)子的轟擊，變成兩個(gè)粒子.已知質(zhì)子的質(zhì)量是1.673 61027 kg，鋰核的質(zhì)量是11.650 51027 kg，氦核的質(zhì)量是6.646 61027kg. (1)寫出上述核反應(yīng)的方程；,解析,答案,解析答案

15、,(2)計(jì)算上述核反應(yīng)釋放出的能量.,返回,解析核反應(yīng)的質(zhì)量虧損 mmLimp2m (11.650 510271.673 6102726.646 61027) kg 3.091029 kg 釋放的能量 Emc23.091029(3108)2 J2.7811012 J,答案2.7811012 J,解析答案,1.(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是() A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大 于原來(lái)重核的結(jié)合能 C.銫原子核( )的結(jié)合能小于鉛原子核( )的結(jié)合能 D.比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 E.自

16、由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié) 合能,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,解析答案,解析結(jié)合能是把核子分開所需的最小能量，選項(xiàng)A正確； 一重原子核衰變成粒子和另一原子核，存在質(zhì)量虧損，核子比結(jié)合能增大，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能，選項(xiàng)B正確； 核子數(shù)越多，結(jié)合能越大，選項(xiàng)C正確； 比結(jié)合能也叫平均結(jié)合能，比結(jié)合能越大，分開核子所需的能量越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤； 自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.,答案ABC,1,2,3,2.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能

17、量是(c表示真空中的光速)() A.(m1m2m3)cB.(m1m2m3)c C.(m1m2m3)c2 D.(m1m2m3)c2,解析答案,1,2,3,解析由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3 可得E(m1m2m3)c2，選項(xiàng)C正確.,C,1,2,3,解析反應(yīng)前總質(zhì)量：MNMHe18.011 40 u， 反應(yīng)后總質(zhì)量：MOMH18.012 69 u. 可以看出：反應(yīng)后總質(zhì)量增加，故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng). 故E(18.012 6918.011 40)931.5 MeV1.2 MeV.,3.已知氮核質(zhì)量MN14.007 53 u，氧17核的質(zhì)量MO17.004 54 u，氦核質(zhì)量MHe4.003 87 u，氫核質(zhì)量MH1.008 15 u，試判斷： 這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量？能量變化是多少？(已知1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量),答案吸收能量1.2 MeV,解析答案,返回,本課結(jié)束,更多精彩內(nèi)容請(qǐng)登錄：,； http:/www.99dyw.co/ 九九電影網(wǎng) http:/www.99dyw.tv/ 九九電影網(wǎng) http:/youhuijuan.co/ 淘寶優(yōu)惠券網(wǎng) 天堂網(wǎng)2014 天堂網(wǎng)2014 天堂網(wǎng)2014 天堂網(wǎng)2014