人教版选修3-519.5核力与结合能课件(共25张ppt)

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1、19.5核力与结合能1.了解四种基本相互作用，知道核力的性质；2.认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行计算；3.能简单解释重核和轻核内中子数、质子数具有不同比例的原因。学习目标先让学生完成预读课文，将主要知识点大概了解一遍，然后提出问题由学生自主讨论，达到会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能；培养学生的理解能力、推理能力，掌握结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。设计思路新课导入原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子。提出问题质子间存在着巨大的库仑力，那为什么质子没有被排斥开，反而还紧紧的结合在一起呢？猜想

2、万有引力分析论证质子相互距离r的数量级为10-15m；质子质量m的数量级为10-27kg，质子电量e的数量级为10-19C；万有引力常量G的数量级为10-11，静电力常量k的数量级为109。估算库仑力与万有引力之比。原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。再猜想在核子间一定存在着第三种力，使核子能紧密的结合在一起。核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力一、核力与四种基本相互作用新课讲授pnnppn2.核力是一种短程力。作用范围仅限于1.5×10－15m之内；3.每个核子只跟相邻的核子发生核力的作用，这种性质称为核力的饱和

3、性。1.核力是一种强相互作用力。在它的作用范围内比库仑力大得多；注意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－质子转变的原因，弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。1.万有引力：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。4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子－质子转变的原因。长程力短程力自

4、然界中较轻的原子核，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。质子数中子数理想的质子数和中子数相等的稳定原子核实际存在的原子核二、原子核中质子与中子的比例原因分析核越大，核子间距离增大库仑力与核力均减小，但核力减小的快增大到一定程度时，核力较小，不足以平衡库仑力时，原子核会不稳定。若增加中子，与其它核子无库仑力，但有核力，有助于原子核稳定核力是短程力，若超过其作用范围，增加中子，原子核也不稳定，所以原子序数越大越不稳定。质子数中子数理想的质子数和中子数相等的稳定原子核实际存在的原子核由于核力的作用范围是有限的，如果

5、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也无济于事，这样的核必然是不稳定的。在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化。可见，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。三、结合能例如结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要

6、的能量。比结合能：结合能与核子数之比，称做比结合能。也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。结合能越大原子核是不是越难被拆散？即结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？讨论与交流核子结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，这两者的差额叫做质量亏损。式中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量四、质量亏损E=mc2爱因斯坦质能方程对质能方程的理解：（1）物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比关系。（2）任何质量为m的物体都具有大小相当于mc2的能量。任何一部分能量也都与一定的质量相对应。（3

7、）物体的质量发生变化，相对应的能量也会变化。核子在结合成原子核时出现质量亏损，正表明它们在互相结合过程中放出了能量。大小为：ΔE=Δm·c2核能质量亏损方法：计算结合能时，先计算质量亏损Δm，再代入质能方程求出结合能。推广：计算任意核反应中释放的核能时，先计算质量亏损Δm，再代入质能方程求出核能。已知中子的质量mn=1.6749×10－27Kg，质子的质量mp=1.6726×10－27Kg，氘核的质量mD=3.3436×10－27Kg，求氘核的结合能。Δm=0.0039×10－27Kg质量亏损:典例探究释放能量:ΔE=Δmc2=3.51×10-13J=2.19

8、MeV比结合能为：讨论与交流判断下面说