物理教学课件 作者 徐静丽 李荣 第7章.ppt

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1、第7章核能及应用了解原子的核式结构及原子核的组成，了解天然放射现象。知道射线、射线、射线及其特性，知道放射性物质对生物体的作用，以及放射性物质的危害和防护。解重核裂变和轻核聚变，初步了解核电站的工作原理。7.1原子结构、原子核的组成7.2核能、核技术7.3小结7.1原子结构、原子核的组成本节介绍与原子结构相关的基本知识。7.1.1原子的核式结构7.1.2原子核的组成7.1.3天然放射现象7.1.1原子的核式结构卢瑟福提出了原子的核式模型：原子中的绝大部分空间是空的，原子中的正电荷只占据原子中的很小的空间，称为“原子核”，原子中的电子在原子核外的空间中绕核高速运动，原子

2、核的直径大约是原子直径的十万分之一，却集中了原子的绝大部分质量。7.1.2原子核的组成查德威克发现了中子，人们才认识到原子核是由中子和质子组成的，其中中子不带电，质子带正电。质子与质子、质子与中子、中子与中子之间以一种强大的短程力——核力结合到了一起。现代科学发现，质子和中子也有结构。有一种假说认为，质子、中子等“基本粒子”都是由一种称为“夸克”的更小的粒子组成的。7.1.3天然放射现象物质发射射线的性质，叫做放射性。具有放射性的元素，叫做放射性元素。许多元素都有放射性，实验表明，原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性。这种能自发地放出射线的现象叫做天然放射

3、现象。由于发现放射性现象和对放射现象的研究，1903年贝克勒耳和居里夫妇一起获得诺贝尔物理学奖。射线粒子为氦原子核，其速度为光速的十分之一，贯穿物质的本领很小，一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离。射线粒子是高速电子，速度接近光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱。射线是波长很短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小。7.2核能核技术本节介绍关于核能的一些基本知识。7.2.1核能、重核裂变7.2.2轻核聚变7.2.3核电站7.2.1核能、重核裂变原子核内部蕴藏着巨大能量——核能重原子核分裂成两个

4、中等质量原子核的过程，叫做重核裂变。科学家们也发现，重核裂变反应后的产物的总质量比反应前的反应物总质量减少了，这种现象叫做质量亏损。铀核裂变不光有能量的大量释放，还发现中子随之放出，每个铀核能够放出2～3个中子。这些中子又能使其他铀核发生裂变，这个过程会不断地进行，这种现象叫链式反应。如果对链式反应不加控制，就会在极短的时间内产生大量的裂变，能量迅速增大，以致引起威力巨大的爆炸，这就是原子弹的工作原理7.2.2轻核聚变某些较轻的两个原子核结合成一个较重的原子核时，能释放出更多的能量，这种现象称为核聚变。使核发生聚变，必须使它们接近于10−15m范围内，也就是接近于核力

5、能够发生作用的范围。因此核聚变必须在高温及高压条件下才能实现，称为热核反应。氢弹就是根据这种原理造出来的。7.2.3核电站核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。但用得最广泛的是压水反应堆。压水反应堆是以普通水做冷却剂和慢化剂，它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。7.3小结（1）原子由原子核和核外带负电的电子构成，原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。（2）物质发射射线的性质，叫做

6、放射性。具有放射性的元素，叫做放射性元素。（3）重原子核分裂成两个中等质量原子核的过程，叫做重核裂变。（4）某些较轻的两个原子核结合成一个较重的原子核时，能释放出更多的能量，这种现象称为核聚变。