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核力与结合能,1,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。,核力,mp,mp,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?,2,核力:能够把核中的各种核子联系在一起的 强大的力,核力的特点,一、核力:,1. 核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。,2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用,距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1010-15m时核力几乎消失,距离小于0.810-15m时为斥力。,3,3. 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。核力与核子电荷无关。,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1018m,作用强度则比电磁力小。,4,二、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?,5,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。,6,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,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,7,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。,8,四、质量亏损,1、例题:,中子的质量 =1.67491027Kg 质子的质量 = 1.67261027Kg 中子和质子的质量和 = 3.34751027Kg 氘核的质量 = 3.34361027Kg 质量差 = 0.00391027Kg,9,2、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。,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=mc2,10,3、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,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.,第三.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.,11,12,核子平均质量,核子的平均质量与原子序数之间的关系,聚变,裂变,13,
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