核力与结合能课件
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核力与结合能 课件
迁移与应用
例
2
镭核
226 88
Ra
发生衰变放出一个粒子变为氡核
222 86
Rn。已
知镭核 226 质量为 226.025 4 u,氡核 222 质量为 222.016 3 u,放出粒子质 量为 4.002 6 u(1 u 相当于 931.5 MeV)。
(1)写出核反应方程; (2)求镭核衰变放出的能量。
答案:B 解析:E=mc2 说明能量和质量之间存在着联系,即能量与质量之间 存在着正比关系,但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系,故 A 错误,B 正确;核反应中的“质量亏损”并不是质量消失,实际上是由静 止的质量变成运动的质量,并不是质量转变成能量,故 C 错误;在核反应 中,质量守恒,能量也守恒,在核反应前后只是能量的存在方式不同,总能 量不变,在核反应前后只是物质由静质量变成动质量,故 D 错误。
解析:(1)核反应(衰变)方程为
226 88
Ra→82622
Rn+24
He。
(2)镭核衰变放出的能量为
ΔE=Δmc2=(226.025 4-4.002 6-222.016 3)×931.5 MeV=6.05 MeV。 答案:(1)82826 Ra→82622Rn+24He (2)6.05 MeV
迁移训练 2 下列说法中,正确的是( ) A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量,它们之间可以相 互转化 B.由 E=mc2 可知,能量与质量之间存在着正比关系,可以用物体质 量作为它所蕴藏的能量的量度 C.核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量 D.因为在核反应中能产生能量,有质量的转化,所以系统只有质量 数守恒,系统的总能量和总质量并不守恒
3.核力的饱和性 每个核子只跟相邻的核子发生核力的作用。
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三、质量亏损 1．爱因斯坦质能方程：__E_＝__m__c_2___． 2．质量亏损：原子核的质量__小__于__组成它的核子的质量之和的
现象． 3．亏损的质量与释放的能量间的关系：__Δ__E_＝__Δ_m__c_2 ___．
对核力的理解 1．核力的性质 (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 10－15 m 数量级时起作用，距离大于 0.8×10－15 m 时为引力，距离小于 0.8×10－15 m 时为斥力，距离 超过 1.5×10－15 m 时核力几乎消失． (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．
(多选)对结合能、比结合能的认识，下列正确的是 () A．核子结合为原子核时，一定释放能量 B．核子结合为原子核时，可能吸收能量 C．结合能越大的原子核越稳定 D．比结合能越大的原子核越稳定 [解题探究] (1)核子结合成原子核时是放出能量还是吸收能量？ (2)结合能越大，原子核越稳定吗？
[解析] 由自由核子结合为原子核的过程中，核力做正功，释放 出能量．反之，将原子核分开变为自由核子，它需要吸收相应 的能量，该能量即为结合能，故 A 正确，B 错误；核子越多的 原子核的结合能越大，但它的比结合能不一定大，比结合能的 大小反映了原子核的稳定性，故 C 错误，D 正确． [答案] AD
[解析] E＝mc2 说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质 量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互 转化的关系，故 A 错误，B 正确；核反应中的“质量亏损”并 不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不 是质量转变成能量，故 C 错误；在核反应中，质量守恒，能量 也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变， 在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故 D 错误． [答案] B
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(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为 核力的_饱__和__性___。
3．四种基本相互作用 (1)万有引力(长程力) (2)电磁相互作用(长程力) (3)强相互作用(短程力) (4)弱相互作用(短程力)
原子核中质子与中子的比例
● 1.较轻的原子核
● 质子数和中子数___大__致__相_等__。
● 答案：BC
对结合能与比结合能的理解
●
()
下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有
● A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能 量称为结合能
● B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
● C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都 大
● D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
三、结合能的计算方法 1．根据质量亏损计算 (1)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损 Δm。 (2)根据爱因斯坦质能方程 ΔE＝Δmc2 计算核能。 其中 Δm 的单位是千克，ΔE 的单位是焦耳。
2．利用原子质量单位 u 和电子伏特计算 (1)明确原子单位 u 和电子伏特之间的关系 1u＝1.6606×10－27kg,1eV＝1.602178×10－19J 由 E＝mc2 得 E＝1.6606×110.－62×7×102－.19998×1082eV＝931.5MeV (2)根据 1 原子质量单位(u)相当于 931.5MeV 的能量，用核 子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以 931.5MeV， 即 ΔE＝Δm×931.5MeV。 其中 Δm 的单位是 u，ΔE 的单位是 MeV。
● 2．核力的饱和性 ● 稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。由于核子 的作用范围是有限的，核力具有饱和性，如果我们继续增 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。所以，原子核大小也受到限制。
3．四种基本相互作用 (1)万有引力(长程力) (2)电磁相互作用(长程力) (3)强相互作用(短程力) (4)弱相互作用(短程力)
原子核中质子与中子的比例
● 1.较轻的原子核
● 质子数和中子数___大__致__相_等__。
● 答案：BC
对结合能与比结合能的理解
●
()
下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有
● A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能 量称为结合能
● B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
● C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都 大
● D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
三、结合能的计算方法 1．根据质量亏损计算 (1)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损 Δm。 (2)根据爱因斯坦质能方程 ΔE＝Δmc2 计算核能。 其中 Δm 的单位是千克，ΔE 的单位是焦耳。
2．利用原子质量单位 u 和电子伏特计算 (1)明确原子单位 u 和电子伏特之间的关系 1u＝1.6606×10－27kg,1eV＝1.602178×10－19J 由 E＝mc2 得 E＝1.6606×110.－62×7×102－.19998×1082eV＝931.5MeV (2)根据 1 原子质量单位(u)相当于 931.5MeV 的能量，用核 子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以 931.5MeV， 即 ΔE＝Δm×931.5MeV。 其中 Δm 的单位是 u，ΔE 的单位是 MeV。
● 2．核力的饱和性 ● 稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。由于核子 的作用范围是有限的，核力具有饱和性，如果我们继续增 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。所以，原子核大小也受到限制。
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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。
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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。
宏观例子：相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运 动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起，动能变成 它们的内能散失掉了。两个物体为了结合而付出了代价－－失去 了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们这份能量。
概念：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开， 也需要能量，这就是原子核的结合能。
类比分析：要使基态氢原子电离，也就是要从氢原子中把电子剥离， 需要通过碰撞、施加电场、让氢原子吸收光子等某种途径让它得到 13.6eV 的能量。这个能量实际上就是电子与氢原子核的结合能， 不过通常把它叫做氢原子的电离能，而结合能一词只用在原子核中
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三、结合能
②结合能是原子具有的能量吗？如何理解结合能？
结合能与核子数之比，称做比结合能， 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。因 为比结合能越大，将每个核子分开所需的能 量越大。
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四、质量亏损
1、例题：
1 0
n11.6749×10－27Kg
质子的质量 = 1.6726×10－27Kg 中子和质子的质量和 = 3.3475×10－27Kg 氘核的质量 = 3.3436×10－27Kg
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1．结合能． 核子结合成原子核时放出的能量，或原子核分解成 核子时吸收的能量，都叫作原子核的结合能． 例如，用光子照射氘核(12H)，只有当光子的能量等于或 大于 2.2 MeV 时，才能使它分解为质子和中子．核反应 方程为：γ＋12H→11H＋10n.反过来，使一个质子和一个中 子结合成氘核，会放出 2.2 MeV 的能量．因此，氘核的 结合能为 2.2 MeV.
3．核能的计算方法． (1)用国际单位制计算时 Δm 的单位是“kg”， c 的单位是“m/s”，根据 ΔE＝Δmc2 计算 ΔE 的单 位是“J”． (2)用实用单位计算． 核物理中常以碳原子质量的112作为原子质量 单位，用“u”表示.1 u＝1.660 6×10－27 kg；常以 电子伏(eV)作能量单位，1 eV＝1.6×10－19×1＝ 1.6×10－19 (J)．
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性 质称为核力的饱和性．
3．基本相互作用． 自然界中最基本的四种相互作用是：引力相互作用、电磁 相互作用、强相互作用和弱相互作用．
注：引力相互作用和电磁相互作用是长程力，强相互作用 和弱相互作用是短程力．
2 原子核中质子和中子的比例
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，原子核越重的 两者相差越多．
2．质量亏损的理解．
所谓质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核 子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来， 把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加， 增加的能量要由外部供给．总之，物体的能量和质量之 间存在着密切的联系，它们之间的关系就是E＝mc2.
例2 为纪念爱因斯坦对物理学做出的巨大贡献， 联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提 出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是( )
3．核能的计算方法． (1)用国际单位制计算时 Δm 的单位是“kg”， c 的单位是“m/s”，根据 ΔE＝Δmc2 计算 ΔE 的单 位是“J”． (2)用实用单位计算． 核物理中常以碳原子质量的112作为原子质量 单位，用“u”表示.1 u＝1.660 6×10－27 kg；常以 电子伏(eV)作能量单位，1 eV＝1.6×10－19×1＝ 1.6×10－19 (J)．
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性 质称为核力的饱和性．
3．基本相互作用． 自然界中最基本的四种相互作用是：引力相互作用、电磁 相互作用、强相互作用和弱相互作用．
注：引力相互作用和电磁相互作用是长程力，强相互作用 和弱相互作用是短程力．
2 原子核中质子和中子的比例
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，原子核越重的 两者相差越多．
2．质量亏损的理解．
所谓质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核 子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来， 把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加， 增加的能量要由外部供给．总之，物体的能量和质量之 间存在着密切的联系，它们之间的关系就是E＝mc2.
例2 为纪念爱因斯坦对物理学做出的巨大贡献， 联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提 出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是( )
高中物理课件-第五节 核力与结合能
子核发生β衰变的原引因力。强1035倍
结合能、比结合核能
宏观模型：相距很远的两个磁体，由于磁力而相互接近， 运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起， 动能变成它们的内能散失掉了。两个物体为了结合而付 出了代价－－失去了一些能量E，如果要把它们分开， 还要重新赋予它们这份能量E。
碰撞前：v后>v前
碰撞后v：前 v后
说明：如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向
不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。
微观模型：原子核是核子结合在一起构成的，结合时也 失去了一些能量，要把它们分开，同样也需要能量。
结合能
二、结合能：
当原子核分解成核子时，所需要的能量.
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．这两个能量的变化是相同的。
三、比结合能：原子核的结合能与核子数的比值。
（也叫平均结合能）
核了数越多，它的结合能越高
假设： 大的有100个核子，结核能为20J； 小的有10个核子，结核能为5J；
思考：1、结合能越高的核子就越稳定吗？ 2、算出以上两个原子核的比结核能.
三、比结合能：
原子核的结合能与核子数的比值，称做比结合能（也叫平均结合能）
比结合能（Mev）
中等大小的核的 比结合能最大
核子数
四、质能方程：E m c2
引申：质量亏损与能量损失的关系：
例题：
E m c2
思考已：知一如个何中求子和原一子个核质的子能结结合合能成一呢个? 氘核，
求氘核的结合能和比结合能。
（已知：中子的质量mn =1.6749×10－27Kg , 质子的质量 mp = 1.6726×10－27Kg ,氘核的质量mD = 3.3475×10－27Kg
结合能、比结合核能
宏观模型：相距很远的两个磁体，由于磁力而相互接近， 运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起， 动能变成它们的内能散失掉了。两个物体为了结合而付 出了代价－－失去了一些能量E，如果要把它们分开， 还要重新赋予它们这份能量E。
碰撞前：v后>v前
碰撞后v：前 v后
说明：如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向
不可能都不改变，除非两物体碰撞后速度均为零。
微观模型：原子核是核子结合在一起构成的，结合时也 失去了一些能量，要把它们分开，同样也需要能量。
结合能
二、结合能：
当原子核分解成核子时，所需要的能量.
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．这两个能量的变化是相同的。
三、比结合能：原子核的结合能与核子数的比值。
（也叫平均结合能）
核了数越多，它的结合能越高
假设： 大的有100个核子，结核能为20J； 小的有10个核子，结核能为5J；
思考：1、结合能越高的核子就越稳定吗？ 2、算出以上两个原子核的比结核能.
三、比结合能：
原子核的结合能与核子数的比值，称做比结合能（也叫平均结合能）
比结合能（Mev）
中等大小的核的 比结合能最大
核子数
四、质能方程：E m c2
引申：质量亏损与能量损失的关系：
例题：
E m c2
思考已：知一如个何中求子和原一子个核质的子能结结合合能成一呢个? 氘核，
求氘核的结合能和比结合能。
（已知：中子的质量mn =1.6749×10－27Kg , 质子的质量 mp = 1.6726×10－27Kg ,氘核的质量mD = 3.3475×10－27Kg
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四 质量亏损：质能方程
计算
质量亏损 核反应放出的能量
核物理中，能量单位常使用电子伏特：1eV=1.60×10 10 19
eV
2.19
10 6
eV
2.19MeV
氘核的比结合能为
2.19MeV 1.10MeV 2
课堂小结
定义 一 核力
特点 二 原子核中质子与中子的比例
三 结合能与比结合能 比结合能越大，原子核越稳定
2）质量亏损并不是这部分质量消失或转化为能量，只是静止质量减少.
3）在核反应中任然遵守能量守恒定律、质量守恒定律. 4）质量是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度.
例题 已知中子的质量是mn=1.6749×10-27kg，质子的质量是mp=1.6726×10-27kg， 氘核的质量是mD=3.3436×10-27kg，求氘核的比结合能. 解：一个质子和一个中子结合成氘核
2.比结合能： 原子核的结合能与其核子数之比，称为比结合能. 1）比结合能越大，原子核越稳定.
2） 核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比结合能都较小，中等 核子数的原子核，比结合能较大，即这样的原子核比较稳定.
3） 当比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时，就可 释放核能。
由图可知，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重 核的比结合能都比中等质量的原子核小。
一 核力与四种基本相互作用
1.四种基本相互作用
1)长程力
万有引力 电磁相互作用
相同距离上，电磁力是万有引力的1035倍
2)短程力
强相互作用 作用范围10-15m 弱相互作用 作用范围10-18m
弱相互作用引起β衰变
二 结合能 1.结合能： 核子结合成原子核时放出的能量，或原子核分解成核子时所吸收 的能量，都叫做原子核的结合能.
计算
质量亏损 核反应放出的能量
核物理中，能量单位常使用电子伏特：1eV=1.60×10 10 19
eV
2.19
10 6
eV
2.19MeV
氘核的比结合能为
2.19MeV 1.10MeV 2
课堂小结
定义 一 核力
特点 二 原子核中质子与中子的比例
三 结合能与比结合能 比结合能越大，原子核越稳定
2）质量亏损并不是这部分质量消失或转化为能量，只是静止质量减少.
3）在核反应中任然遵守能量守恒定律、质量守恒定律. 4）质量是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度.
例题 已知中子的质量是mn=1.6749×10-27kg，质子的质量是mp=1.6726×10-27kg， 氘核的质量是mD=3.3436×10-27kg，求氘核的比结合能. 解：一个质子和一个中子结合成氘核
2.比结合能： 原子核的结合能与其核子数之比，称为比结合能. 1）比结合能越大，原子核越稳定.
2） 核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比结合能都较小，中等 核子数的原子核，比结合能较大，即这样的原子核比较稳定.
3） 当比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时，就可 释放核能。
由图可知，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重 核的比结合能都比中等质量的原子核小。
一 核力与四种基本相互作用
1.四种基本相互作用
1)长程力
万有引力 电磁相互作用
相同距离上，电磁力是万有引力的1035倍
2)短程力
强相互作用 作用范围10-15m 弱相互作用 作用范围10-18m
弱相互作用引起β衰变
二 结合能 1.结合能： 核子结合成原子核时放出的能量，或原子核分解成核子时所吸收 的能量，都叫做原子核的结合能.
核力与结合能 课件
(1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量。 [思路点拨] 根据电荷数守恒和质量数守恒书写核反应方 程，根据质量亏损计算核能。
[解析] (1)核反应(衰变)方程为： 22868Ra―→22826Rn＋42He。 (2)镭核衰变放出的能量为： ΔE＝Δm·c2 ＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)×931.5 MeV ≈6.05 MeV。 [答案] (1)28286Ra―→28262Rn＋42He (2)6.05 MeV
C．核力不可能表现为斥力
D．原子核越大，它的结合能越大，原子核中核子结合越牢固
解析：核力是短程力，属于强相互作用，每个核子只跟 邻近的核子发生核力作用，核力在大于 0.8×10－15 m 时 表现为引力，而在距离小于 0.8×10－15 m 时表现为斥力， 所以 A、B 正确，C 错误；原子核越大，它的结合能越 大，但平均结合能不一定大，原子核中的核子结合也不 一定牢固，D 错误。 答案：AB
结合能与质能方程
1．结合能 原子核是 核子 凭借核力结合在一起构成的，要把它们分 开，也需要 能量 ，这就是原子核的结合能。 2．比结合能 原子核的结合能与 核子数 之比，称做比结合能，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 。 中等大小的核的比结合能最大，最稳定。
3．对质能方程的理解 爱因斯坦质能方程反映了质量亏损与释放能量间的数量关 系 ΔE＝Δmc2，或物体的质量与其总能量的数量关系 E＝mc2， 此方程揭示了质量和能量是不可分割的，一定质量的物体所具 有的总能量是一定的，等于光速的平方与其质量的乘积，这里 所说的总能量不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量， 而是物体所具有的各种能量之和，物体质量增加，则总能量增 加，质量减小，总能量随之减小，二者在数值上存在着简单的 正比关系。
[解析] (1)核反应(衰变)方程为： 22868Ra―→22826Rn＋42He。 (2)镭核衰变放出的能量为： ΔE＝Δm·c2 ＝(226.025 4－4.002 6－222.016 3)×931.5 MeV ≈6.05 MeV。 [答案] (1)28286Ra―→28262Rn＋42He (2)6.05 MeV
C．核力不可能表现为斥力
D．原子核越大，它的结合能越大，原子核中核子结合越牢固
解析：核力是短程力，属于强相互作用，每个核子只跟 邻近的核子发生核力作用，核力在大于 0.8×10－15 m 时 表现为引力，而在距离小于 0.8×10－15 m 时表现为斥力， 所以 A、B 正确，C 错误；原子核越大，它的结合能越 大，但平均结合能不一定大，原子核中的核子结合也不 一定牢固，D 错误。 答案：AB
结合能与质能方程
1．结合能 原子核是 核子 凭借核力结合在一起构成的，要把它们分 开，也需要 能量 ，这就是原子核的结合能。 2．比结合能 原子核的结合能与 核子数 之比，称做比结合能，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 。 中等大小的核的比结合能最大，最稳定。
3．对质能方程的理解 爱因斯坦质能方程反映了质量亏损与释放能量间的数量关 系 ΔE＝Δmc2，或物体的质量与其总能量的数量关系 E＝mc2， 此方程揭示了质量和能量是不可分割的，一定质量的物体所具 有的总能量是一定的，等于光速的平方与其质量的乘积，这里 所说的总能量不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量， 而是物体所具有的各种能量之和，物体质量增加，则总能量增 加，质量减小，总能量随之减小，二者在数值上存在着简单的 正比关系。
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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。
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·2 c
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;
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。
当然，2.19MeV的能量的绝对数量并不算大， 但这只是组成1个氘核所放出的能量．如果 组成的是6.02×1023个氘核时，放出的能量 就十分可观了．与之相对照的是，使1摩的 碳完全燃烧放出的能量为393.5×103J．折 合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只 不过4eV．若跟上述核反应中每个原子可能 放出的能量相比，两者相差数十万倍．
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。
四、质量亏损
1、例题： 中子的质量 =1.6749×10－27Kg
1 0
n H H
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
核子靠什么力结合成原子核？ 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
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×-27kg，光速c=2.9979×108m/s， 1eV=1.6022×10-19J．
(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．)
库仑力
万有 引力
mp
核力
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。
万有 引力
核力
mp
库仑力
一、核力：
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？
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
某一数值时 某一数值时
相同
三、结合能
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．
例如：
1 0 2 1Biblioteka n H H 1 1 2 1
H H n
1 1 1 0
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．
3.
235 92
U（原子量为 .0372）衰变为 Th 232
228 90
（原子量为 .0287）时，释放出 粒子 228 并求出衰变过程中释放 出多少能量？
（4 He的原子量为 .0026）。写出核反应方程， 4 2
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
1 1 2 1
质子的质量 = 1.6726×10－27Kg 中子和质子的质量和 = 3.3475×10－27Kg 氘核的质量 = 3.3436×10－27Kg 质量差 = 0.0039×10－27Kg
四、质量亏损
1、例题： 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。
国际单位: m用“kg” C用“m/s” ΔE用“J”
P39问题与练习 3. 常用单位: m用“u(原子质量单位)” ΔE用“uc2”
1u=1.660566×10-27kg
1uc2=931MeV
(表示1u 的质量变化相当于931Me V的能量改变)
第五.核反应中释放或吸收的能量比化学反 应中释放或吸收的能量大好几个数量级.
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.
第四.公式ΔE=Δm·2 的单位问题 c
成物——夸克的相互作用。
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
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。