高中物理 第19章 第5节 核力与结合能课件 新人教版选修35.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 5 原子核 第十九章 第五节核力与结合能 第十九章 1945年7月16日 第一颗原子弹在新墨西哥州的荒漠上爆炸成功 其爆炸力相当于1 8万吨tnt炸药 爆炸时安放原子弹的钢塔全部熔化 在半径400m的范围内 沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质 半径1600m范围内所有动植物全部死亡巨大的核能是从哪里来的 核力与四种基本相互作用 每个相邻核子 大得多 1 5 10 15 吸引 斥力 饱和性 1 较轻的原子核质子数和中子数 2 轻重原子核中子数 质子数 越重的原子核两者相差越多 原子核中质子与中子的比例 大致相等 大于 1 结合能核子结合成原子核时 的能量 或原子核分解成核子时 的能量 都叫做原子核的结合能 2 比结合能原子核的结合能与其 之比 称做比结合能 3 比结合能与原子核的稳定性比结合能的大小能够反映核的稳定程度 能越大 原子核就越难拆开 表示该核就越稳定 结合能 放出 吸收 核子数 比结合 1 质量亏损组成原子核的 的总质量与新 的质量之差 叫做核的质量亏损 2 质能方程e 或 e 这就是著名的爱因斯坦质能方程 质能方程 核子 原子核 mc2 mc2 一 对原子核稳定性的理解1 原子的稳定性原子核大到一定程度时 相距较远的质子间的核力非常小 较多的质子聚集在一起的核力不足以平衡它们之间的库仑力 原子核就不稳定了 这时 如果不再成对地增加质子和中子 而只增加中子 中子与其他核子间没有库仑斥力 但有相互吸引的核力 有助于维系原子核的稳定性 2 核力的饱和性稳定的重原子核里 中子数要比质子数多 由于核子的作用范围是有限的 核力具有饱和性 如果我们继续增大原子核 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 形成的核也一定是不稳定的 所以 原子核大小也受到限制 特别提醒 核力与带电荷情况无关 无论是质子间 中子间 质子和中子间均存在核力 且是相同的 为什么核子不能融合在一起 答案 核子间存在核力 当核力的作用范围小于0 8 10 15m时 核力表现为斥力 因此核子不会融合在一起 二 对质量亏损和质能方程的理解1 对质量亏损的理解 1 在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒 所谓的质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量 物体的质量应包括静止质量和运动质量 质量亏损是静止质量的减少 减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量 2 质量亏损也不是核子个数的减少 核反应中核子个数是不变的 2 对质能方程e mc2的理解 1 质能方程说明 一定的质量总是跟一定的能量相联系的 具体地说 一定质量的物体所具有的总能量是一定的 等于光速的平方与其质量之积 这里所说的总能量 不是单指物体的动能 核能或其他哪一种能量 而是物体所具有的各种能量的总和 2 根据质能方程 物体的总能量与其质量成正比 物体质量增加 则总能量随之增加 质量减少 总能量也随之减少 这时质能方程也写作 e mc2 3 质能方程的本质 质量或能量是物质的属性之一 决不能把物质和它们的某一属性 质量和能量 等同起来 质能方程揭示了质量和能量的不可分割性 方程建立了这两个属性在数值上的关系 这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒 质量和能量在数值上的联系决不等于这两个量可以相互转化 质量亏损不是否定了质量守恒定律 根据爱因斯坦的相对论 辐射出的 光子静质量虽然为零 但它有动质量 而且这个动质量刚好等于亏损的质量 所以质量守恒 能量守恒仍成立 特别提醒 1 切记不要误认为亏损的质量转化为能量 核反应过程中质量亏损是静止的质量减少 辐射 光子的运动质量刚好等于亏损的质量 即反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒 2 核反应中释放的核能是由于核力做功引起的 对于核力 以下哪些说法是正确的 a 核力是弱相互作用 作用力很小b 核力是强相互作用 是强力c 核子之间的距离小于0 8 10 15m时 核力表现为斥力 因此核子不会融合在一起d 人们对核力的了解很清楚 特别是在小于0 8 10 15m时 核力的变化规律更清楚 对核力的认识 解析 核力是强相互作用的一种表现 它的作用范围在1 5 10 15m之内 核力比库仑力大得多 因此 选项b正确 a错误 核力在大于0 8 10 15m时 表现为吸引力 且随距离增大而减小 在距离小于0 8 10 15m时 核力表现为斥力 因此核子不会融合在一起 所以 选项c正确 人们对核力的了解还不是很清楚 这是科学家们奋力攻克的堡垒 故d项不正确 答案 bc 关于核力的说法正确的是 a 核力同万有引力没有区别 都是物体间的作用b 核力就是电磁力c 核力是短程力 作用范围在1 5 10 15m之内d 核力与电荷有关答案 c解析 核力是短程力 超过1 5 10 15m 核力急剧下降几乎消失 故c对 核力与万有引力 电磁力不同 故a b不对 核力与电荷无关 故d错 下列关于结合能和比结合能的说法中 正确的有 a 核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能b 比结合能越大的原子核越稳定 因此它的结合能也一定越大c 重核与中等质量原子核相比较 重核的结合能和比结合能都大d 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大 对结合能与比结合能的理解 解析 核子结合成原子核是放出能量 原子核拆解成核子是吸收能量 a选项错 比结合能越大的原子核越稳定 但比结合能越大的原子核 其结合能不一定大 例如中等质量原子核的比结合能比重核大 但由于核子数比重核少 其结合能比重核反而小 b c选项错 中等质量原子核的比结合能比轻核的大 它的原子核内核子数又比轻核多 因此它的结合能也比轻核大 d选项正确 答案 d 对结合能 比结合能的认识 下列说法正确的是 a 核子结合为原子核时 一定释放能量b 核子结合为原子核时 可能吸收能量c 结合能越大的原子核越稳定d 比结合能越大的原子核越稳定答案 ad 一静止的氡核 rn 发生 衰变 放出一个速度为v0