高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件:19.5《核力与结合能》.ppt

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1、19.5《核力与结合能》教学目标1、知识与技能(1)知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用;(2)知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小;(3)理解结合能的概念,知道核反应中的质量亏损;(4)知道爱因斯坦的质能方程,理解质量与能量的关系。2、过程与方法(1)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;(2)培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。3、情感、态度与价值观(1)使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力;(2)认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义

2、。教学重点:质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。教学难点:结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。教学用具:多媒体教学设备一套:可供实物投影、放像、课件播放等。原子核的组成原子核是由质子和中子组成的,质子和中子统称为核子.电荷数=质子数质量数=质子数+中子数=核子数原子核的半径约为10-15m,只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大,万有引力太小,只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起,此力称为核力

3、。核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力核子靠什么力结合成原子核?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.核力具有怎样的特点呢?一、核力:2.核力是短程力。约在10-15m量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力,距离为10×10-15m时核力几乎消失,距离小于0.8×10-15m时为斥力。3.核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用。4.核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态,核力与核子电荷无关。要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物——夸克的相互作用。1.

4、核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。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。二、原子核中质子与中子的比例二、原子核中质子与中子的比例自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。为什么会这样呢?核越来越大,有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加,核力与电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以,原子核大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑

5、力,这个原子核就不稳定了。这时,如果不再成对地增加核子,而只增加中子,中子与其他核子没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,有助于维系原子核的稳定。由于这个原因,稳定的重原子核里,中子数要比质子数多。由于核力的作用范围是有限的,如果继续增大原子核,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。某一数值时某一数值时相同三、结合能由于核

6、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的能量。比结合能:结合能与核子数之比,称做为比结合能。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。三、结合能四、质量亏损1、例题:中子的质量=1.6749×10-27Kg质子的质量=1.6726×10-27Kg中子和质子的质量和=3.3475×

7、10-27Kg氘核的质量=3.3436×10-27Kg质量差=0.0039×10-27Kg四、质量亏损2、质量亏损:原子分解为核子时,质量增加;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,叫做质量亏损。1、例题:爱因斯坦质能方程E=mc2式中c是真空中的光速,m是物体的质量,E是物体的能量。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm,正表明它们在互相结合过程中放出了能量ΔE=Δm·c23、有关问题的理解和注意事项第一.核反应过程中:核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质量(质量亏损),同时以光子形式释放核能;原子

8、核分解为核子时,需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.第二.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子

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