高中物理 第19章 第5節(jié) 核力與結(jié)合能課件 新人教版選修3-5.ppt
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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,原子核,第十九章,第五節(jié) 核力與結(jié)合能,第十九章,1945年7月16日,第一顆原子彈在新墨西哥州的荒漠上爆炸成功,其爆炸力相當(dāng)于1.8萬噸TNT炸藥.爆炸時(shí)安放原子彈的鋼塔全部熔化,在半徑400m的范圍內(nèi),沙石都被燒成黃綠色的玻璃狀物質(zhì),半徑1600m范圍內(nèi)所有動(dòng)植物全部死亡 巨大的核能是從哪里來的?,核力與四種基本相互作用,每個(gè)相鄰核子,大得多,1.510-15,吸引,斥力,飽和性,1.較輕的原子核 質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)__________。 2.輕重原子核 中子數(shù)_____質(zhì)子數(shù),越重的原子核兩者相差越多。,原子核中質(zhì)子與中子的比例,大致相等,大于,1.結(jié)合能 核子結(jié)合成原子核時(shí)_____的能量,或原子核分解成核子時(shí)_____的能量,都叫做原子核的結(jié)合能。 2.比結(jié)合能 原子核的結(jié)合能與其________之比,稱做比結(jié)合能。 3.比結(jié)合能與原子核的穩(wěn)定性 比結(jié)合能的大小能夠反映核的穩(wěn)定程度,________能越大,原子核就越難拆開,表示該核就越穩(wěn)定。,結(jié)合能,放出,吸收,核子數(shù),比結(jié)合,1.質(zhì)量虧損 組成原子核的_____的總質(zhì)量與新________的質(zhì)量之差,叫做核的質(zhì)量虧損。 2.質(zhì)能方程 E=_____(或ΔE=_____) 這就是著名的愛因斯坦質(zhì)能方程。,質(zhì)能方程,核子,原子核,mc2,Δmc2,一、對原子核穩(wěn)定性的理解 1.原子的穩(wěn)定性 原子核大到一定程度時(shí),相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力非常小,較多的質(zhì)子聚集在一起的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,原子核就不穩(wěn)定了。這時(shí),如果不再成對地增加質(zhì)子和中子,而只增加中子,中子與其他核子間沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,有助于維系原子核的穩(wěn)定性。,2.核力的飽和性 穩(wěn)定的重原子核里,中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。由于核子的作用范圍是有限的,核力具有飽和性,如果我們繼續(xù)增大原子核,一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒有核力的作用,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,原子核大小也受到限制。,特別提醒: 核力與帶電荷情況無關(guān)。無論是質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子間均存在核力,且是相同的。,為什么核子不能融合在一起? 答案:核子間存在核力,當(dāng)核力的作用范圍小于0.810-15m時(shí),核力表現(xiàn)為斥力,因此核子不會(huì)融合在一起。,二、對質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程的理解 1.對質(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。,2.對質(zhì)能方程E=mc2的理解 (1)質(zhì)能方程說明,一定的質(zhì)量總是跟一定的能量相聯(lián)系的。具體地說,一定質(zhì)量的物體所具有的總能量是一定的,等于光速的平方與其質(zhì)量之積,這里所說的總能量,不是單指物體的動(dòng)能、核能或其他哪一種能量,而是物體所具有的各種能量的總和。 (2)根據(jù)質(zhì)能方程,物體的總能量與其質(zhì)量成正比。物體質(zhì)量增加,則總能量隨之增加;質(zhì)量減少,總能量也隨之減少,這時(shí)質(zhì)能方程也寫作ΔE=Δmc2。,(3)質(zhì)能方程的本質(zhì): ①質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一,決不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量和能量)等同起來; ②質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性,方程建立了這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)系,這兩個(gè)量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒,質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個(gè)量可以相互轉(zhuǎn)化; ③質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律。根據(jù)愛因斯坦的相對論,輻射出的γ光子靜質(zhì)量雖然為零,但它有動(dòng)質(zhì)量,而且這個(gè)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量,所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立。,特別提醒: (1)切記不要誤認(rèn)為虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損是靜止的質(zhì)量減少,輻射γ光子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量,即反應(yīng)前后仍然遵循質(zhì)量守恒和能量守恒。 (2)核反應(yīng)中釋放的核能是由于核力做功引起的。,對于核力,以下哪些說法是正確的( ) A.核力是弱相互作用,作用力很小 B.核力是強(qiáng)相互作用,是強(qiáng)力 C.核子之間的距離小于0.810-15m時(shí),核力表現(xiàn)為斥力,因此核子不會(huì)融合在一起 D.人們對核力的了解很清楚,特別是在小于0.810-15m時(shí),核力的變化規(guī)律更清楚,對核力的認(rèn)識(shí),解析:核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn),它的作用范圍在1.510-15m之內(nèi),核力比庫侖力大得多。因此,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤。 核力在大于0.810-15m時(shí),表現(xiàn)為吸引力,且隨距離增大而減小,在距離小于0.810-15m時(shí),核力表現(xiàn)為斥力,因此核子不會(huì)融合在一起。所以,選項(xiàng)C正確。 人們對核力的了解還不是很清楚,這是科學(xué)家們奮力攻克的堡壘,故D項(xiàng)不正確。 答案:BC,關(guān)于核力的說法正確的是( ) A.核力同萬有引力沒有區(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1.510-15m之內(nèi) D.核力與電荷有關(guān) 答案:C 解析:核力是短程力,超過1.510-15m,核力急劇下降幾乎消失,故C對,核力與萬有引力、電磁力不同,故A、B不對,核力與電荷無關(guān),故D錯(cuò)。,下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中,正確的有( ) 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,對結(jié)合能與比結(jié)合能的理解,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);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)合能比重核反而小,B、C選項(xiàng)錯(cuò);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,對結(jié)合能、比結(jié)合能的認(rèn)識(shí),下列說法正確的是( ) A.核子結(jié)合為原子核時(shí),一定釋放能量 B.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穩(wěn)定 答案:AD,一靜止的氡核(Rn)發(fā)生α衰變,放出一個(gè)速度為v0,質(zhì)量為m的α粒子和一個(gè)質(zhì)量為M的反沖核釙(Po),若氡核發(fā)生衰變時(shí),釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為α粒子和釙核的動(dòng)能。 (1)寫出衰變方程; (2)求出反沖核的速度;(計(jì)算結(jié)果不得使用原子量表示) (3)求出這一衰變過程中虧損的質(zhì)量。(計(jì)算結(jié)果不得使用原子量表示),結(jié)合能和質(zhì)量虧損的計(jì)算,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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