核聚变粒子和宇宙(_课堂).共51页文档
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2019-2020学年人教版高中物理选修第19章原子核聚变粒子和宇宙课件
物 理 选 修
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第十九章 原子核
3．控制方法 (1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是 __环__流__器____。 (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了 核反应，在惯性约束下，用__激__光____从各个方向照射反应物，使它们“挤”在 一起发生反应。
物 理 选 修
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3-5·
第十九章 原子核
知识点 3 “基本粒子”不基本
1．“基本”粒子
19世纪末，许多人认为光子、电子、__质__子____和___中__子___是组成物质的不
可再分的最基本粒子。
2．发现新粒子
(1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种不同种类的新粒子，它们不是由
(2)夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再 是电荷的最小单元，即存在分数电荷。
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3-5·
第十九章 原子核
1．发现新粒子
发现时间 新粒子
基本 特点
1932年
1937年
1947年
60年代后
反粒子
μ子
K介子与π介子
超子
质量与相对应的粒子
比质子的质 质量介于电子与 其质量比质
物 理 选 修
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3-5·
第十九章 原子核
知识点 5 夸克模型 组成强子的粒子有六种夸克，分为上夸克和下夸克、奇夸克、粲夸克、底
夸克、顶夸克，所带电荷分别为元电荷的__±__23____或___±_13____，每种夸克都有
对应的反夸克，夸克不能以自由的状态单个出现。
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第十九章 原子核
3．控制方法 (1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是 __环__流__器____。 (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了 核反应，在惯性约束下，用__激__光____从各个方向照射反应物，使它们“挤”在 一起发生反应。
物 理 选 修
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3-5·
第十九章 原子核
知识点 3 “基本粒子”不基本
1．“基本”粒子
19世纪末，许多人认为光子、电子、__质__子____和___中__子___是组成物质的不
可再分的最基本粒子。
2．发现新粒子
(1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种不同种类的新粒子，它们不是由
(2)夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再 是电荷的最小单元，即存在分数电荷。
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第十九章 原子核
1．发现新粒子
发现时间 新粒子
基本 特点
1932年
1937年
1947年
60年代后
反粒子
μ子
K介子与π介子
超子
质量与相对应的粒子
比质子的质 质量介于电子与 其质量比质
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第十九章 原子核
知识点 5 夸克模型 组成强子的粒子有六种夸克，分为上夸克和下夸克、奇夸克、粲夸克、底
夸克、顶夸克，所带电荷分别为元电荷的__±__23____或___±_13____，每种夸克都有
对应的反夸克，夸克不能以自由的状态单个出现。
粒子和宇宙 课件
参与的 相互作用
参与强相互作 用
不参与强相互 作用
传递各种相互 作用
发现的粒子
备注
质子、中子、介子、 超子
电子、电子中微子、 μ子、μ子中微子、τ 子、τ子中微子
光子、中间玻色子、 胶子
强子有内部结构，由 “夸克”构成；强子 又可分为介子和重子
未发现内部结构
光子、中间玻色子、 胶子分别传递电磁、 弱、强相互作用
2．轻核聚变是放能反应：从比结合能的图线看，轻 核聚变后比结合能增加，因此聚变反应是一个放能反应．
3．核聚变的特点． (1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂 变释放更多的能量． (2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量， 靠自身产生的热就可以使反应进行下去． (3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着， 太阳就是一个巨大的热核反应堆．
(1)写出核反应方程； (2)求核反应所释放的能量ΔE； (3)求 1 s 内参与上述热核反应的质子数目．
解析：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒，可得核反 应方程为 411H→42He＋201e.
(2)反应过程中的质量亏损为 ΔE＝4mp－(mα＋2me)． 根据ΔE＝Δmc2 得 ΔE＝[4mp－(mα＋2me)]c2＝(4mp－mα－2me)c2.
(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在 分数电荷．
【典例 2】 目前普遍认为，质子和中子都是由被称
为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成的．u 夸克带电荷量为 23e，d 夸克的带电荷量为－13e，e 为元电荷．下列论断中 可能正确的是( )
A．质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成
5．恒星的演化． 宇宙尘埃→星云团→恒星诞生→氢核聚合成氦核→ 氦核聚合成碳核→其他聚变过程→无聚变反应，形成白 矮星或中子星或黑洞．
7.核聚变8.粒子和宇宙
一、人类发现的三类粒子 强子
轻子
二、夸克模型
粒子物理和宇宙 学殊途同归
三、宇宙的演化 四、恒星的演化
媒介子
课堂小结
KETANG XIAOJIE
亲爱的同学们，再见！
霍金：当我们看到的最远的物体的情况下，光是在80亿年 前发出的，这样当我们看宇宙时，我们是在看它的过去。
(1)写出聚变方程; (2)求释放出的核能多大? (3)求平均每个核子释放的能量是多大?
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
GAOKAO
LIANJIE
1 2 3 4实战演练
(2004天津) 中子内有一个电荷量为+2e/3 的上夸克和两个电荷量为的 -1e/3 下夸克， 一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如右上图所示。选项中给出的四
• 2.受控热核反应
太阳就是一个 热核反应堆
内容
二粒 子 与 宇 宙
粒子的分类
夸克模型
宇宙大 爆炸
恒星的 演化
一、 轻核的聚变
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的 原子核，这种核反应又叫做 热核反应。
铀核 裂变
轻核 聚变
聚变平均每个核 子释放能量是裂 变反应的4倍左
右！！！
裂变平均每个核子 释放能量约为 0.85Mev
恒星演 化视频
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
课堂练习
KETANG LIANXI
迁移训练 1 一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已 知质子质量 mH=1.007 3 u,中子质量 mn=1.008 7 u,氚核质量 m=3.018 0 u。 (1 u 相当于 931.5 MeV)
KETANG XIAOJIE
核聚变粒子和宇宙( 课堂)
（3）轻核聚变更安全、清洁
实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持， 反应就自动终止了。
（4）反应中放射物质的处理较容易
氘和氚聚变反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及 聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂变所生成的废 物的数量少，容易处理。
2.实现核聚变的难点：地球上没有任何容器能
金牛座蟹状星云是 1054年爆发超新星的
大麦哲伦星云1987A超新星
恒星的演化 恒星的死亡——中子星
超新星爆发后，如果剩下的核的质量在1．44—2个太阳质 量（奥本海默极限 ）之间。巨大的引力使得电子的简并压 力也不足以对抗，电子被压入原子核，整个恒星成为一个 中子球，依靠中子的泡利不相容原理产生的简并压力对抗 引力。它的直径只有10千米左右，其密度特别大，1立方厘 米可达1亿吨以上，自转特别快。也叫脉冲星。
“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是 目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作 项目之一，建造约需10年，耗资50亿美元 （1998年值）。ITER装置是一个能产生大规模 核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。 2003年1月，国务院批准我国参加ITER计划谈判， 2006年5月，经国务院批准，中国ITER谈判联合 小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、 俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。ITER计 划将历时35年，其中建造阶段10年、运行和开 发利用阶段20年、去活化阶段5年。
够经受如此高的温度。为了解决这个难题，科学 家设想了两种方案：1.磁约束 2.惯性约束
磁约束
带电粒子运动时在均匀磁场中会洛伦兹力的 作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参 加反应的物质。
用激光引发核聚变的设备
核聚变 课件
核聚变 粒子和宇宙
核聚变
1.基本知识
(1)定义 两个轻核结合成 质量较大 的原子核的反应．
(2)条件 ①轻核的距离要达到 10－15m
以内．
②聚变可以通过高温来实现，因此又叫 热核反应 ．
(3)核反应举例 ①热核反应主要应用在核武器上，如 氢弹 ． ②热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个 巨大的 热核反应堆 ． ③典型的核聚变：一个氘核和一个氚核的聚变， 21H＋13H→42He＋01n＋r 该反应平均每个核子放出的能量比裂变反应平均每个核 子放出的能量大 3～4 倍．
(3)夸克所带电荷 夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷 的－13或＋23.例如上夸克带的电荷量为＋23e，下夸克带的电荷 量为－13e.
粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，所 以每种夸克都有对应的反夸克．
目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸 克和 d 夸克的两类夸克组成，u 夸克带电荷量为23e，d 夸克带 电荷量为－13e，e 为元电荷，下列论断中可能正确的是( )
2．思考判断 (1)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小 一些．(×) (2)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生．(×) (3)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的裂 变反应．(×)
3．探究交流 氢弹的威力相比原子弹的威力谁大？为什么？ 【提示】 氢弹的威力大．氢弹内部发生的是核聚变， 比核裂变放出的能量更多.
(1)写出核反应方程； (2)核反应所释放的能量 ΔE； (3)1 s 内参与上述热核反应的质子数目．
【审题指导】 (1)根据质量数守恒和电荷数守恒书写核 反应方程．
(2)由爱因斯坦质能方程求解释放的能量． (3)由功率的定义求 1 s 内参与反应的质子数．
核聚变
1.基本知识
(1)定义 两个轻核结合成 质量较大 的原子核的反应．
(2)条件 ①轻核的距离要达到 10－15m
以内．
②聚变可以通过高温来实现，因此又叫 热核反应 ．
(3)核反应举例 ①热核反应主要应用在核武器上，如 氢弹 ． ②热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个 巨大的 热核反应堆 ． ③典型的核聚变：一个氘核和一个氚核的聚变， 21H＋13H→42He＋01n＋r 该反应平均每个核子放出的能量比裂变反应平均每个核 子放出的能量大 3～4 倍．
(3)夸克所带电荷 夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷 的－13或＋23.例如上夸克带的电荷量为＋23e，下夸克带的电荷 量为－13e.
粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，所 以每种夸克都有对应的反夸克．
目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸 克和 d 夸克的两类夸克组成，u 夸克带电荷量为23e，d 夸克带 电荷量为－13e，e 为元电荷，下列论断中可能正确的是( )
2．思考判断 (1)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小 一些．(×) (2)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生．(×) (3)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的裂 变反应．(×)
3．探究交流 氢弹的威力相比原子弹的威力谁大？为什么？ 【提示】 氢弹的威力大．氢弹内部发生的是核聚变， 比核裂变放出的能量更多.
(1)写出核反应方程； (2)核反应所释放的能量 ΔE； (3)1 s 内参与上述热核反应的质子数目．
【审题指导】 (1)根据质量数守恒和电荷数守恒书写核 反应方程．
(2)由爱因斯坦质能方程求解释放的能量． (3)由功率的定义求 1 s 内参与反应的质子数．
核聚变、粒子和宇宙 课件
√C.根据公式 E＝mc2 可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比
裂变反应大得多 D.根据公式 E＝mc2 可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与
裂变反应相同
二、粒子的分类和夸克模型
1.粒子的分类
参与的相 分类
互作用
发现的粒子
备注
参与强相 质子、中子、介子、超 强子有内部结构，由“夸克”构
2.发现新粒子 (1)新粒子：1932年发现了 正电子，1937年发现了 μ子，1947年发现了K 介子和π介子及以后的超子等. (2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大 类： 强子 、 轻子 和 媒介子 . 3.夸克模型的提出 1964 年 美 国 物 理 学 家 盖 尔 曼 提 出 了 强 子 的 夸 克 模 型 ， 认 为 强 子 是 由 夸克 构成的.
的＋23或－13.例如，上夸克带的电荷量为＋23e，下夸克带的电荷量为－3e. (4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷.
例2 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克
组成的.u夸克带电荷量为23e，d夸克带电荷量为－13e，e为元电荷，下列论 断中可能正确的是 A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
(2)按最简单的组成，π－介子由谁和谁组成？ 答案 π－介子由夸克 d 和反夸克 u 组成 解析 π－介子带有－e 的电荷量，是由一个夸克和一个反夸克组成的， 夸克 d 带－13e 和反夸克 u 带－23e 合成电荷量为－e.
针对训练 1 (多选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套 全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列 关于“人造太阳”的说法正确的是
裂变反应大得多 D.根据公式 E＝mc2 可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与
裂变反应相同
二、粒子的分类和夸克模型
1.粒子的分类
参与的相 分类
互作用
发现的粒子
备注
参与强相 质子、中子、介子、超 强子有内部结构，由“夸克”构
2.发现新粒子 (1)新粒子：1932年发现了 正电子，1937年发现了 μ子，1947年发现了K 介子和π介子及以后的超子等. (2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大 类： 强子 、 轻子 和 媒介子 . 3.夸克模型的提出 1964 年 美 国 物 理 学 家 盖 尔 曼 提 出 了 强 子 的 夸 克 模 型 ， 认 为 强 子 是 由 夸克 构成的.
的＋23或－13.例如，上夸克带的电荷量为＋23e，下夸克带的电荷量为－3e. (4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷.
例2 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克
组成的.u夸克带电荷量为23e，d夸克带电荷量为－13e，e为元电荷，下列论 断中可能正确的是 A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
(2)按最简单的组成，π－介子由谁和谁组成？ 答案 π－介子由夸克 d 和反夸克 u 组成 解析 π－介子带有－e 的电荷量，是由一个夸克和一个反夸克组成的， 夸克 d 带－13e 和反夸克 u 带－23e 合成电荷量为－e.
针对训练 1 (多选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套 全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列 关于“人造太阳”的说法正确的是
核聚变粒子和宇宙演示文稿
核聚变粒子和宇宙演示文稿
（优选）核聚变粒子和宇宙.
一、 核聚变（热核反应）
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核， 这种核反应叫做聚变。
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
2 1
H
2 1
H
3 2
He
1 1
H
聚变后比结合能增加， 反应中会释放能量
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u
氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
m mD mT (m mn ) 0.018884u
E mc2 0.01884931.5MeV
E 17.59MeV
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳
原
子 弹
Ｕ235
裂变
氘、氚、重 氢化钾等
氘、氚 聚变
引爆装置
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
核聚变普遍存在于宇宙中
二、受控热核反应——核聚变的利用
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
1、轻核聚变产能效率高 2、地球上聚变燃料的储量丰富
4．宇宙的演化、恒星的演化
• 要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子， 这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物 理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互 沟通、相互支撑。
宇宙——从何而来？
（优选）核聚变粒子和宇宙.
一、 核聚变（热核反应）
某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核， 这种核反应叫做聚变。
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
2 1
H
2 1
H
3 2
He
1 1
H
聚变后比结合能增加， 反应中会释放能量
根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u
氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
m mD mT (m mn ) 0.018884u
E mc2 0.01884931.5MeV
E 17.59MeV
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳
原
子 弹
Ｕ235
裂变
氘、氚、重 氢化钾等
氘、氚 聚变
引爆装置
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
核聚变普遍存在于宇宙中
二、受控热核反应——核聚变的利用
热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。
1、轻核聚变产能效率高 2、地球上聚变燃料的储量丰富
4．宇宙的演化、恒星的演化
• 要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子， 这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物 理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互 沟通、相互支撑。
宇宙——从何而来？
核聚变 粒子和宇宙 课件
Pt NE，有N
4P
4
4mp m 2me c2
答案：(1)411H 42He+201e (2)(4mp-mα-2me)c2
(3)
4P 4mp m 2me c2
【规律方法】 轻核聚变释放核能的计算方法
(1)根据质量亏损计算
根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损
(Δm)的千克数乘以真空中的光速(c=3×108 m/s)的平方，
克组成
【解题指导】题目中给出的信息是u夸克与d夸克的带电 荷量，据质子11H带一个元电荷的电荷量及中子10n不带电进行 判断.
【标准解答】选B.根据质子和中子所带电荷量，经验证：质
子11H带电荷量为 2 2 e ( 1 e) e
33
中子10n带电荷量为 2 e 2 ( 1故e) B 正0. 确.
3
3
使轻核具有足够大的动能.要使原子核具有足够大的动能，就
要给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温.
4.应用 (1)核武器——氢弹. (2)可控热核反应：目前处于探索阶段.
常见的聚变反应：21H+21H 31H+11H+4MeV， 21H+31H 42He+10n+17.6 MeV.在这两个反应中，前一反 应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反 应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重 水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不 尽的.从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者.
(3)夸克所带电荷 夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷的 1或 2 . 例如上夸克带的电荷量为+2e/3，下夸克带的电
33
荷量为-e/3.
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所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
核聚变粒子和宇宙_课堂课堂
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
核聚变粒子和宇宙_课堂课堂
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
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谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
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6、纪律是自由的第一条件。—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
核聚变粒子和宇宙_课堂课堂
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
Байду номын сангаас
谢谢你的阅读
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
核聚变粒子和宇宙_课堂课堂
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
Байду номын сангаас
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核聚变粒子和宇宙_课堂课堂51页PPT
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿谢谢！核聚变粒子和宇宙_课堂课堂
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
核聚变、粒子和宇宙 课件
• (1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一 种磁约束装置是__环__流_器_____。
• (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不 及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用__激_光_____从 各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。
知识点 3 “基本粒子”不基本 • 1．“基本”粒子 • 19世纪末，许多人认为光子、电子、__质__子____和___中__子___是组成物质的不
• 3．应用
• 目前，热核反应主要用在核武器上，那就是_氢_弹______， 需要用__原_子__弹_____爆炸产生的高温高压引发核爆炸。
• 4．太阳能
• 太阳的主要成分是__氢____，太阳中心温度可达1.5×107K ，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太 阳能就来自于太阳内部__聚_变_____释放的核能。
高温高压引发热核聚变爆炸。
• 1．轻核聚变是放能反应
• 从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚 变反应是一个放能反应。
• 2．聚变发生的条件
• 要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10 －15m，但是原子核是带正电的，要使它们接近10－15m就 必须克服很大的库仑斥力作用，这就要求原子核应具有足 够的动能。方法是给原子核加热，使其达到几百万度的高 温。
(3)太阳每秒释放的能量为 3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226kg＝4.2×109kg 太阳还能用 t＝Δmm＝42.×2×1013009s＝4.76×1020s＝1.5×1013 年
答案：(1)2－01e＋411H―→42He (2)3.24×10－12J (3)4.2×109kg 1.5×1013 年
• (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不 及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用__激_光_____从 各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。
知识点 3 “基本粒子”不基本 • 1．“基本”粒子 • 19世纪末，许多人认为光子、电子、__质__子____和___中__子___是组成物质的不
• 3．应用
• 目前，热核反应主要用在核武器上，那就是_氢_弹______， 需要用__原_子__弹_____爆炸产生的高温高压引发核爆炸。
• 4．太阳能
• 太阳的主要成分是__氢____，太阳中心温度可达1.5×107K ，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太 阳能就来自于太阳内部__聚_变_____释放的核能。
高温高压引发热核聚变爆炸。
• 1．轻核聚变是放能反应
• 从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此聚 变反应是一个放能反应。
• 2．聚变发生的条件
• 要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10 －15m，但是原子核是带正电的，要使它们接近10－15m就 必须克服很大的库仑斥力作用，这就要求原子核应具有足 够的动能。方法是给原子核加热，使其达到几百万度的高 温。
(3)太阳每秒释放的能量为 3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226kg＝4.2×109kg 太阳还能用 t＝Δmm＝42.×2×1013009s＝4.76×1020s＝1.5×1013 年
答案：(1)2－01e＋411H―→42He (2)3.24×10－12J (3)4.2×109kg 1.5×1013 年
核聚变 粒子和宇宙 课件
光子、中间玻色子、胶子分别传 递电磁、弱、强相互作用
探究一
探究二
3.夸克模型 (1)夸克的提出:1964 年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型, 认为强子是由夸克构成的。 (2)夸克的种类:上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸 克(b)和顶夸克(t)。 (3)夸克所带电荷:夸克所带的电荷量是分数电荷量,即其电荷量为元电 荷的-13或+23。例如,上夸克带的电荷量为+23������,下夸克带的电荷量为-3������。 (4)意义:电子电荷不再是电荷的最小单位,即存在分数电荷。
型,认为强子是由夸克构成的。
123
(3)宇宙及恒星的演化:
①宇宙的演化:
宇宙大爆炸
温度为 1032 K,产生了夸克、轻子、胶子等粒
子
温度下降到 1013 K 左右,强子时代 温度下降到 1011 K 时,
轻子时代 温度下降到 109 K 时,核合成时代
温度下降到 104 K,
混合电离态 温度下降到 3 000 K 时,中性的氢原子
探究一
探究二
名师精讲
1.从比结合能的图线看,轻核聚变后比结合能增加,因此聚变反应是一 个放能反应。
2.聚变发生的条件 要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离 10-15 m,这要克服 电荷间强大的斥力作用,要求轻核具有足够大的动能。要使原子核具有足够 大的动能,就要给它们加热,使物质达到几百万开尔文的高温。 3.特点 聚变反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就会使 反应继续下去。
核聚变 粒子和宇宙
123
1.核聚变
(1)定义:两个轻核结合成质量较大的核,并释放出能量的反应。
(2)举例:12
核裂变 核聚变 粒子和宇宙 课件
主要核反应类型有： (1)衰变：衰变是原子核自发转变为另一种核并辐射出 α 粒子或 β 粒子． (2)人工转变：人工转变常用 α 粒子(也可用中子等)轰击原子核， 该核捕获 α 粒子后产生新原子核，并放出一个或几个粒子． (3)核裂变：核裂变时铀核捕获中子裂变为两个(或更多)中等质量 的核，并放出几个中子． (4)核聚变：轻核聚变时也会放出中子．
一、核裂变
1．核裂变 重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的 新原子核 ，并放 出 核能 的过程．
2．铀核裂变 用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的， 其中一种典型的反应是29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋ 310n .
3．链式反应 当一个中子引起一个铀核裂变后，裂变释放的中子再引 起 其他铀核 裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂
两个轻核结合成 质量较大的原子 核，放出核能
聚变反应比裂变反应平均每 放能多少 个核子放出的能量大约要大
3～4 倍 核废料 聚变反应的核废料处理要比 处理难度 裂变反应容易得多
【例 4】 (多选)下列说法正确的是
A.21H＋13H→42He＋10n 是聚变 B.29325U＋10n→15440Xe＋9348Sr＋210n 是裂变 C.28286Ra→28262Rn＋42He 是 α 衰变 D.2114Na→2142Mg＋－10e 是裂变
2．举例 21H＋31H→ 24He ＋01n＋17.6 MeV
3．条件 (1)轻核的距离要达到 10－15 m 以内． (2)需要加热到很高的 温度 ，因此又叫 热核反应 ．
4．氢弹原理 首先由普通炸药引爆原子弹，再由 原子弹 爆炸产生的高 温高压引发热核爆炸．
5．热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨 大的 热核反应堆 ．
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6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。—书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
核聚变粒子和宇宙(_课堂).
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
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