高中物理 第三章 原子核 第4节 原子核的结合能教学案 教科版选修3-5

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1、第4节原子核的结合能(对应学生用书页码P42)一、原子核的结合能及计算1．结合能核子结合成原子核所释放的能量，或者是原子核被拆分为各核子时克服核力所需做的功。2．结合能的计算(1)质量亏损：核反应中，质量的减少量(Δm)。(2)结合能计算公式：ΔE＝Δmc2。二、比结合能曲线1．比结合能对某种原子核，平均每个核子的结合能，表达式为，其中ΔE为原子核的结合能，A为总核子数。2．比结合能意义比结合能越大，取出一个核子就越困难，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度。3．比结合能曲线(1)曲线：(如图341)所示。图341(2)曲线意义

2、：①曲线中间高两头低，说明中等质量的原子核的比结合能最大，核最稳定。②重核和轻核比结合能小，即重核裂变时或轻核聚变时，要释放核能。1．判断：(1)自然界中的原子核内，质子数与中子数都大约相等。(　　)非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。(2)比结合能越大的原子核越稳定。(　　)(3)质量和能量之间可以相互转变。(　　)答案：(1)×　(2)√　(3)×2．思考：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？提

3、示：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。(对应学生用书页码P42)对结合能与比结合能的理解1.结合能要把原子核分开成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量。2．比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度。3．比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图342所示。图342从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小

4、。4．比结合能与原子核稳定的关系(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定。(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定。(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能。例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能。1．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝2.

5、2非常感谢上级领导对我的信任，这次安排我向股份公司述职，既是对我履行职责的监督，也是对我个人的关心和爱护，更是对**百联东方商厦有限公司工作的高度重视和支持。MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是(　　)A．用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能

6、分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：选AD　氘核分解为一个质子和一个中子时，所需吸收的能量不能小于其结合能2.2MeV，故A对；光子照射氘核时，光子和氘核组成的系统总动量不为零，由动量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的质子和中子的总动量不为零，故总动能也不为零，所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2MeV，故D对，B、C错。质量亏损与核能的计算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

7、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。如一个质子和一个中子结合成氘核的这一过程中，2.22MeV的能量是以辐射光子形式放出的，光子的静止质量为零，但这个光子的运动质量为，由此可知这部分亏损恰好与光子的运动质量是相同的。(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。质量亏损并非这部分质量消失，当然也就不存在质量转变成能量的问题。2．核能的计算方法核能的计算是原子物理的重要方面和高考的热点问题，其基本方法是：(1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm。(2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc

8、2或ΔE＝Δmc2计算核能。(3)计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳。2．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最