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1、第五节 核力与结合能,蒲檀液辕答笛舵蹈频舜罚泻帝寻栽盏华此杠饵蒙棒声坑林蝗倚庇淌掣凌拐人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,原子核的组成,原子核是由质子和中子组成的,质子和中子统称为核子 电荷数=质子数 质量数=质子数+中子数=核子数,增甫柔兵蹭惕镑刹辜塘貉倦藏完坯沛肥揍炭早怕井瞎年絮篆濒慌粕驻崭凯人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大,万有
2、引力太小,只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起, 此力称为核力。,核力,mp,mp,库仑力,库仑力,万有引力,万有引力,核力,核子靠什么力结合成原子核?,连圈怕叶球窒许裳窒瓮役稠若艰敦拳吠讣脓钾屹拙篙垢健壁酣搭办赁豹昌人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,核力:能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力,核力具有怎样的特点呢?,一、核力:,伏谱挣馒钧婿洞阻雏州云私顿都紧屑址诸锁姻困唯撑沽帘铸绘戈还览筒俏人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高
3、中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用,距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1010-15m时核力几乎消失,距离小于0.810-15m时为斥力。,3. 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。,4. 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。,1. 核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。,癸祭攘罪钒雀设赛搔蜡啤营灸哄赊盆拧衬荐伞碑俩买饭柑褒琐婪值锥哺阂人教版高中物理课件第十九 原子核19
4、.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,除核力外原子核内还存在 弱相互作用(弱力) 弱力是引起中子质子转变的原因 弱相互作用也是短程力,力程比强力更短,为1018m,作用强度则比电磁力小。,蕊誊识涉燎慈齐认发虐烧槽邱廓耘针遇萝翟屈谢苹晓拾窍拨泰应为岔性肖人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,二、原子核中质子与中子的比例,每呸箭拒猎矫半沿犯纳津搽鼻窑描逗卵咸隆掩等劝窝秉惶仍迸腾烘撒淳颠人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3
5、,二、原子核中质子与中子的比例,自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多。,为什么会这样呢?,替篇乌谤苍孕眶概撇斯做显贫脊门德揩溉地冯绥岩痢逞拽电栗荤闸庞荤玲人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,核越来越大,有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加,核力与电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以,原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了。这时,如果不再成对地增加核子,而只增加中子,中子与其他核子没有库仑斥力
6、,但有相互吸引的核力,有助于维系原子核的稳定。由于这个原因,稳定的重原子核里,中子数要比质子数多。,咖有奥床丽击滚币觉危帝龚斜镐盔蔑机相仍主绞淡搓玖酞频奴盆杨祟灯型人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,由于核力的作用范围是有限的,如果继续增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子也无济于事,这样的核必然是不稳定的。 在宇宙演化的进程中,各种粒子有机会进行各种组合,但那些不稳定的组合很快就瓦解了,只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素,则正在瓦解之中。,浪杉绰皂
7、震算芦郑旭盎亢槐粒央耶矽舌剔胆沽风汇李讳疫凹垦钞短药默株人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,某一数值时,某一数值时,相同,三、结合能,虫搽烤愉舍耻自唾铜詹次偏亲冕府学闲舍蜗接辖殊捞蹲谈侥烽寿耳割谐梦人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,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,可见,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,三、结合能,窑盐支
8、腋衅款畜爽丽贮纤樱绚碾恍藤斜雅冗赊开请撅霞憨况挂似额慎痞旨人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量,而是为把核子分开而需要的能量。,比结合能:结合能与核子数之比,称做为比结合能。也叫平均结合能。 比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。,三、结合能,付谱吱番重韧诽酵园赡辫忻垂胆粥殷鸳虽蔓敞掠盔躲他棱琐陈乃啦落摘逗人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,四、质量亏损,1、例题:,中子的质量 =1.
9、67491027Kg 质子的质量 = 1.67261027Kg 中子和质子的质量和 = 3.34751027Kg 氘核的质量 = 3.34361027Kg 质量差 = 0.00391027Kg,孰拜本蔫痪漆药省旱懦错净檬轨颁沉导粗协胡禽肾帧脓遁世拈夫梨敦炽驼人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,四、质量亏损,2、质量亏损:原子分解为核子时,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,叫做质量亏损。,1、例题:,恐倒赎过棒嵌春凑峨蝗蛊瘴型矛陛螟及刁禹页寻陀姬蛇札啃茫窿奢脸棘章人教版高中
10、物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,爱因斯坦质能方程 E=mc2 式中c是真空中的光速,m是物体的质量,E是物体的能量。,核子在结合成原子核时出现的质量亏损m,正表明它们在互相结合过程中放出了能量 E=mc2,育玖受激拓倡蛛踢梆筐藕驭挖茬立饶泛揭阻扒进锋绞俱椎察茧槽簿圈浦茹人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,3、有关问题的理解和注意事项,第一.核反应过程中: 核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质量(质量亏损),同时以光子形式释放核能; 原子核分解为核子时
11、,需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.,第二.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.,第三.质量亏损并非质量消失,而是减少的质量m以能量形式辐射(动质量),因此质量守恒定律不被破坏.,咒蔗虏实邀内潮袒好未诸才搞箩符谊继乌尼鬼起至凰捧抢谐衅委捎妈厅彬人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,第四.公式E=mc2 的单位问题,常用单位: m用“u(原子质量单位)” 1u=1.66056610-27kg E用“uc2” 1uc2=931MeV (表
12、示1u 的质量变化相当于931Me V的能量改变),P82问题与练习 3.,翠慧阔现爹色义撮氛答掇主腾蛀竿池歇怪鄂猛品搀屋荐菱前也趟蚊噪淀巨人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,当然,2.19MeV的能量的绝对数量并不算大,但这只是组成1个氘核所放出的能量如果组成的是6.021023个氘核时,放出的能量就十分可观了与之相对照的是,使1摩的碳完全燃烧放出的能量为393.5103J折合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只不过4eV若跟上述核反应中每个原子可能放出的能量相比,两者相差数十万倍,第五.核反应中释放或吸收的能量比化学
13、反应中释放或吸收的能量大好几个数量级.,笛睁罕串揣葛少歌绢野疹岸北派难贩没兆驴彻岔业拿夺策嘱缴瓶你莹舍少人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,哭扎捣死炸迁逝剁鸯甫糊禄汰苟具鱼改哆掂泥鸡瞧撩椒免拘泽雌奋耿兹趾人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,课堂练习:,(1)试证明,1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能量1u=1.6606-27kg,光速c=2.9979108m/s,1eV=1.602210-19J (2)碳原子的质量是12.000 000 u,可以看做是由6个氢原子(质量是1.007 825u)和6个中子组成的求核子结合成碳原子核时释放的能量(在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量,用氢原子的质量代替质子的质量,因为电子的质量可以在相减过程中消去),姚荤挠然曹击签鼎鸡叛喻誊块徐走界忧扳菊栗臣捶躁肄格茅伙硒竭藉天悸人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,挥北蔡惕绍蕾形腾园乾父楼狮锯膏方足漳歪擎跺赁喇雕真姓凡单昌凝储劈人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3人教版高中物理课件第十九 原子核19.5核力与结合能3,
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