学高中物理核能核力与核能鲁科版PPT课件

发布于:2021-06-21 05:57:07

第1节 核力与核能 [目标定位] 1.知道核力的概念、特点.2.知道稳定原子核 中质子与中子的比例特点.3.理解结合能和*均结合能的概 念,知道核反应中的质量亏损.4.知道爱因斯坦质能方程, 理解质量与能量的关系. 一、核力与核的稳定性 1.核力:把原子核中的 核子 维系在一起的力. 2.核力特点:(1)核力是一种强相互作用 . (2)核力是短程力 ,作用2范m围在 左右. 3.核素:具有一定数目质子 和一定中数子目 的 一种原子. 4.核素核图素:用横坐标表示质子数,纵坐标表示中子数,每 一种 用一小方块表示,所得到的图象. 5.核的稳定性 (1)核素的稳定区:几乎全落在一条曲线上,或紧靠曲线 两侧的区域. (2) 稳 定 核 素 的 中 子 数 与 质 子 数 的 关质系子:数 随 着 的增 大于 加,稳定核素的中子数越来越 质子数. 二、结合能与*均结合能 1.结合能:核子结合成原子核时 放出 的能量. 2.质量亏损 (1)爱因斯坦质能方程E=mc2 . (2) 质 量 亏 损 : 任 何 一 个 原 子 核 的小于质 量 总 是 组成它 的所有核子的质量之和,这一差值称为质Δ量E=亏Δ损m.c2 (3) 亏 损 的 质 量 与 释 放 的 能 量 间 的 关 系: . 想一想 有人认为质量亏损就是核子的个数变少了,这种认 识对不对? 答案 不对.在核反应中质量数守恒即核子的个数不变,只 是核子组成原子核时,仿佛变“轻”了一些,原子核的质量 总是小于其全部核子质量之和,即发生了质量亏损,核子的 个数并没有变化. 3.*均结合能 核子结合成原子核时每个核子*均放出的能量.*均结 合能越大,原子核越 难 分离成单个核子. 一、对核力及原子核中质子与中子的比例的理解 1.核力的特点:核力是只在邻*的核子之间发生的一种强 相互作用,是短程力. 2.核子比例关系: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. 3.形成原因 (1)若用质子与中子成对地人工构建原子核,由于核力是短程 力,当原子核增大到一定程度时,相距较远的质子间的核力 不足以*衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了. (2)若只增加中子,中子与其他核子间没有库仑斥力,但有相 互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定,所以稳定的 重原子核中子数要比质子数多. (3)由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,若再 增大原子核,一些核子间的距离会大于核力的作用范围,这 时候再增加中子,形成的核也一定是不稳定的. 【例1】 下列关于原子核中质子和中子的说法,正确的是( ) A.原子核中质子数和中子数一定相等 B.稳定的重原子核里,质子数比中子数多 C.原子核都是非常稳定的 D.对于较重的原子核,由于核力的作用范围是有限的,以及 核力的饱和性,如果继续增大原子核,形成的核也一定是不 稳定的 答案 D 解析 自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等, 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.因此正确答案为D. 二、结合能与*均结合能的理解 1.*均结合能曲线:不同原子核的*均结合能随质量数变 化的图线如图1所示. 图1 从图中可看出,中等质量原子核的*均结合能较大,轻 核和重核的*均结合能都比中等质量的原子核要小. SUCCESS THANK YOU 2019/7/3 预*导学 课堂互动 2.当*均结合能较小的原子核转化为*均结合能较大的原 子核时会释放核能,反之,需要吸收能量. 3.*均结合能的大小反映了原子核的稳定程度.*均结合 能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳 定,中等核子数的原子核*均结合能较大,原子核较稳 定. 【例2】 下列关于结合能和*均结合能的说法中,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.*均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*均结合 能都较大 D.中等质量原子核的结合能和*均结合能均比轻核的要大 答案 D 解析 核子结合成原子核会放出能量,原子核拆解成核子需要吸 收能量,A 选项错误;*均结合能越大的原子核越稳定,但*均 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*均结合能比重核的大,但由于核子数比重核的少,其结合能 比重核的反而小,B、C 选项错误;中等质量原子核的*均结合能 比轻核的大,它的原子核内核子数又比轻核的多,因此它的结合 能也比轻核大,D 选项正确. 借题发挥 结合能、*均结合能的对比理解 (1)核子结合成原子核时一定释放能量,原子核分开成核子时一定 吸收能量.吸收或释放的能量越大,表明原子核的结合能越大. (2)*均结合能为结合能与核子数的比值,*均结合能越大表明原 子核越稳定.一般情况下,中等质量的原子核比轻核和重核的* 均结合能都大. 针对训练 一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其 核反应方程为________________.该反应放出的能量为 Q,则 氘核的*均结合能为________________. 答案 10n+11H→12H Q 2 解析 方程式:01n+11H→21H. 核子结合成原子核要放出能量,这个能量叫原子核的结合能.它 的结合能与核子数之比,称作*均结合能,由题意知氘核的核 子数为 2,所以*均结合能为Q2 . 三、质量亏损和核能的计算 1.对质能方程和质量亏损的理解 (1)质能方程 质能方程:爱因斯坦的相对论指出,物体的能量和质量之间存 在着密切的联系,其关系是 E=mc2. (2)质量亏损 质量亏损,并不是质量消失,减少的质量在核子结合成核的过 程中以能量的形式辐射出去了.物体质量增加,则总能量随

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