人教版核力与结合能课件4

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019/12/2,#,19.5,核力与结合能,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,-15,m,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。,核力,m,p,m,p,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,-15,m,量级时起作用，距离,大于,0.8,10,-15,m,时为引力,距离为,10,10,-15,m,时核力几乎消失，,距离小于,0.8,10,-15,m,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。,1.,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,10,18,m,，作用强度则比电磁力小。,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。,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,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,=1.674910,27,Kg,质子的质量,=,1.672610,27,Kg,中子和质子的质量和,=,3.347510,27,Kg,氘核的质量,=,3.343610,27,Kg,质量差,=,0.003910,27,Kg,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。,爱因斯坦质能方程,E=mc,2,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,m,，,正表明它们在互相结合过程中,放出了能量,E=,m,c,2,3,、有关问题的理解和注意事项,核反应过程中,:,1.,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,.,2.,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,核内每个核子仿佛“瘦了”一些,.,3.,质量亏损并非质量消失,而是减少的质量,m,以能量形式辐射,(,动质量,),因此,质量守恒定律不被破坏,.,4.,公式,E=,m,c,2,的单位问题,国际单位,:,m,用“,kg”C,用“,m/s”,E,用“,J”,常用单位,:,m,用“,u(,原子质量单位,)”,1u=1.660566,10,-27,kg,E,用“,uc,2,”,1uc,2,=931MeV,(,表示,1u,的质量变化相当于,931Me V,的能量改变,),P39,问题与练习,3.,课堂练习,:,(1),试证明，,1,原子质量单位,u,相当于,931.50 MeV,的能量,1u=1.6606,-27,kg,，光速,c=2.997910,8,m/s,，,1eV=1.602210,-19,J,(2),碳原子的质量是,12.000 000 u,，可以看做是由,6,个氢原子,(,质量是,1.007 825u),和,6,个中子组成的求核子结合成碳原子核时释放的能量,(,在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减过程中消去,),加速度的方向 加速度的方向与速度改变量的方向相同。加速直线运动，加速度的方向与速度方向相同；减速直线运动与速度方向相反。,师：引导学生阅读书本，知道加速度也分为平均加速度和瞬时加速度，并且加速度保持不变的运动叫匀变速运动。引导学生阅读,P30,页表格上所列的加速度，对其中一些数值进行分析，一定要结合物理意义及方向来巩固以上内容。,（继续例举一些有趣的实用的例子加以介绍，以激发同学们学习物理的热情）,对加速度,a,的进一步认识：,3,、课堂练习,1,物体的速度变化越大，则物体加速度就越大。（错。结合前面小黑板所举的例子，比较乙与丙可知此结论不对。）,2,物体的速度很大时，加速度不可能为,0,。（错。结合小黑板所举的例子，如丁，虽然飞机速度很大，但加速度却为,0,）,3,物体的加速度在减小，而速度可能在增加。,师：对于第,3,题，结论是对的，同学们一时可能很难理解，举这样的例子进行类比。例如：每个人从出生的那天身高是逐渐增加的，随着年纪的增加，身高增加的幅度越来越小，但是身高是越来越高的。,生：身高一直在增加，增加的程度在变小。,师：“增加的幅度”相当于加速度，“身高”相当于物体的速度，加速度在减小时，速度反而有可能在增加，以后在学过动力学知识后，对此会有更深的了解。,5,、课堂小结,通过本节的学习，我们要牢牢理解加速度和速度的区别，在于意义不同，前者是描述速度改变的快慢；后者是描述运动快慢。对于直线运动，计算时一般要规定初速度的方向为正方向，把方向用正负号来表示，便于进行矢量运算，那么加速度的方向才不会出现错误。,