核力和结合能

1、第五节 核力与结合能1引入：1.回顾原子核的组成2.是什么作用使质子在原子核内共存？估算：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.6710-27kg，带电量为元电荷e=1.610-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑力与万有引力两者相差多少倍?K=9.0109Nm2/C2 2核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强相互作用力叫做核力一、核力： 1. 核力是强相互作用（强力）的一种表现。 2. 核力是短程力。约在 1.510-15m内起作用，距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1.510-15m时核力几乎消失，距离小于0.810-15m时为斥力。 3. 核

2、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。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(衰变)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。41.万有引力：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。四种相互作用3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。2.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4.弱相互作用：弱相互作

3、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1018m，作用强度则比电磁力小。一、核力与四种基本相互作用5二、原子核中质子和中子的比例稳定的重核（原子序数大于20）的质子数和中子数有何特点？你能分析其中的原因吗？稳定的轻核（原子序数小于20）的质子数和中子数有何特点？你能分析其中的原因吗？若不断增大原子核的中子数，能不断增大原子核吗？为什么？67三、结合能将一个质子和中子结合在一起，会产生什么现象？若要把它们分开，需要什么条件？ 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。 结合能并不是

4、原子核具有的能量，而是为把核子分开所需要的能量。2.结合能的大小与什么因素有关？ 结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。83. 为什么说比结合能越大，原子核中核子结合越牢固、原子越稳定？物体的质量和能量有何关系？若一个物体质量减小了m，那么它的能量减小多少？四、质量亏损 爱因斯坦的质能方程：Emc2， 能量减小E=mc29四、质量亏损已知中子的质量mn=1.674910-27kg，质子的质量为mp=1.672610-27kg，氘核的质量mD=3.343610-27kg。将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了多少？能量减小了多少？氘核的结合能是多少？比结合能是多少？质量减小量

5、: m=( mp+ mn)- mD=0.003910-27kg；能量减小量: E=m c2=3.5110-13J=2.19106eV；结合能:E=m c2=2.19MeV；比结合能为:E/n=E/2=1.10MeV 。10四、质量亏损将一个质子和一个中子结合成一个氘核，能量减小了，是否违反了能量守恒定律？为什么？将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了，是否违反了质量守恒定律？为什么？ 原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象称为质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的结合能。11四、质量亏损如下图，哪些原子核最稳定，为什么？12四、质量亏损若要释放结合能，我们可以怎么做？为什

6、么？ 使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等质量的核； 因为使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，即核子将发生新的质量亏损，释放新的核能。13典例探究四、质量亏损反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和反应前后质量数不变，因而质量不变核子结合成核时，一定释放核能光子具有的能量为例2（B级）.中子和质子结合成氘核，同时释放光子，核反应方程是 ,下列说法正确的是（ ）为核反应中的质量亏损 ACD 14典例探究四、质量亏损例3(B级). 碳原子质量的1/12叫做原子质量单位，用u表示。试证明1u相当于931MeV。证明： 碳原子的摩尔质量为M=12g/mol，所以一个