核力与结合能教案.pdf

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1、肁14.5核力与结合能蒈教学目标：1．2．芇了解四种相互作用，知道核力的特点。3．4．蚂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。5．6．薀能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因膈教学重难点：1．2．莈理解核力的特点3．4．肅理解原子核中质子和中子的比例问题5．6．罿质量亏损的计算，结合能和比结合能的理解和计算。羈教学过程：一、二、膆引入：-15膃原子核的半径约为10m,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-36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。那么质子为什么能挤在一起而

2、不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能三、四、蚃授新虿1．核力与四种相互作用：相互作用，相互作用，相互作用，相互作用。膇（1）核力的特点：薅①核力是四种相互作用中的相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力得多。-15肂②核力是短程力。约在量级时起作用，距离大于0.8×10m时为力,距离-15-15为10×10m时核力几乎，距离小于0.8×10m时为力，因此核子不会融合在一起。葿③核力具有饱和性。每个核子只跟的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的

3、饱和性。羄④核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态，核力与核子无关。蚄（2）弱相互作用蒁弱相互作用是引起原子核发生β衰变的原因,即引起中子→质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为，作用强度比电磁力。腿2．原子核中质子和中子的比例肆轻核（原子序数小于20）的质子数和中子数大致相等；对轻核而言，核子数量相对较小，核子间距处于核力作用范围之内，由于核力远大于电磁力，即使质子和中子成对出现，强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内，形成稳定的原子核。螂重核（原子序数大于20）的质子数小于中子数；对于重核而言，核子数量大

4、，核子间距也大，由于核力的饱和性，核力会因为核子间距的变大而大幅度减小，甚至小于电磁力。如果质子和中子再成对出现，原子核不稳定；如果只增加中子，由于中子之间不存在库仑力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以重核内中子数会明显大于质子数。羁由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果我们我们继续增大原子核，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，形成的核也一定是不稳定的。羀例1：关于核子接合成原子核，下列说法正确的是（）肇A．原子核内的核子间均存在核力膅B．原子核内的质子间均存在核力与库仑力莀C．

5、稳定的原子核的质子数总是与中子数相等蚀D．对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力，维系原子核稳定的作用袄芃螀3．结合能与比结合能：莁（1）结合能E：羆（2）比结合能e：蚅（3）不同原子核的比结合能是的，中等质量的原子核比结合能最，轻核和重核的比结合能要些。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越，原子核越。因为比结合能越大，将每个核子分开所需的能量越大。蒃（4）核反应释放能量的计算方法：23823442382344袇92U90Th2He，设92U比结合能为e1，90Th的比结合能为e2，2He的比结合能为e3。肇则核反应释放的能量为：。

6、164螄例2：如果把O分成8个质子和8个中子，要给它多少能量？把它分成4个He，要给82164它多少能量？已知O的比结合能是7.98Mev，He的比结合能为7.07Mev。82袂蚇袄袂莂莈4．质量亏损22袆（1）爱因斯坦质能方程：E＝mc，能量减小ΔE=Δm·c。膄一定的质量具有的总能量是一定的。物体的质量增加，则总能量增加，质量减小，则总能量减少。-27-27螁例3：已知中子的质量mn=1.6749×10kg，质子的质量为mp=1.6726×10kg，氘核的质-27量mD=3.3436×10kg。将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小

7、了多少？能量减小了多少？氘核的结合能是多少？比结合能是多少？肈羇莃膀袈螅蚅（2）（3）薀质量亏损：并不是指质量消失，减少的质量以能量的形式辐射出去了。112蕿例4：中子和质子结合成氘核，同时释放γ光子，核反应方程是HnH,下列说101法正确的是（）A.B.螆反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和C.D.螃反应前后质量数不变，因而质量不变E.F.芃核子结合成核时，一定释放核能G.2H.荿γ光子具有的能量为Δm·c，Δm为核反应中的质量亏损袇羂螃5．核能计算办法总结：2肀（1）根据质量亏损计算：ΔE=Δm·c蚅（2）利用原子质量单位u和

8、电子伏特之间的关系计算27162芄1u=1.660610kg，1ev=1.610J，由E＝mc，可算得，E=931.5MeV。即：质量亏损1u，则释放931.5Me