高中物理第三章原子核第4节原子核的结合能课件教科版选修3-5.ppt

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教科版高中物理选修3-5：《原子核的结合能》课件2-新版

变式训练2 质子、中子和氦核的质量分别为m1、 m2和m3，真空中的光速为c，当质子和中子结合成氦核时，释放的能量是( ) A．(2m1＋2m2)c2 B．m3c2 C．(m3－2m1－2m2)c2 D．(2m1＋2m2－m3)c2
解析：选D.氦核由两个质子和两个中子结合而成，结合时总质量减小，质量亏损Δm＝(2m1＋ 2m2－m3)．释放的能量为：ΔE＝(2m1＋2m2－m3)c2.
第4节原子核的结合能
课标定位
课前自主学案
第
4
节
核心要点突破
课堂互动讲练
课标定位
1．认识原子核的结合能，理解爱因斯坦的质能方程． 2．能根据质量亏损利用质能方程计算结合能．
课前自主学案
一、原子核的结合能及其计算 1．结合能：由分散的核子结合成原子核的过程中所__释__放__出__的__能__量__称为原子核的结合能，它也等于把原子核中的各个核子拆开时 __克__服__核__力______所需做的功． 2．结合能的计算 (1)质量亏损：原子核的静质量与构成它的所有核子单独存在的总静质量的差． (2)爱因斯坦质能方程：___E_＝__m__c_2 ___，由此式也可得出ΔE＝Δmc2.
两
个
中
子
和
一
个
质
子
结
合
为
一
个
氚
核
3 1
H(质量是 3.0180 u)时，质量亏损是多少？释
放的能量是多少？ (mn ＝ 1.0087 u ， mp ＝
1.0072 u,1 u＝931.5 MeV)
解析：两个中子和一个质子的总量是 m1＝2mn＋mp＝3.0246 u，mH＝3.0180 u Δm＝m1－mH＝0.0066 u 而1 u相当于931.5 MeV, 故 ΔE＝0.0066×931.5 MeV＝6.15 MeV. 答案：0.0066 u 6.15 MeV

高二物理选修3-5 核力与结合能 ppt

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
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
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
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;
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。

教科版高中物理选修3-5课件 3 原子核的结合能课件3

比结合能(又叫平均结合能)：原子核的结合能与核子数之比．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．
3．结合能与电离能
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、赋予光子等途径让它得到13.6 eV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．
核子单独存在的总静质量的差． (2)爱因斯坦质能方程：___E_＝__m__c_2 ___，由此式也可得出ΔE＝Δmc2.
二、比结合能曲线
平均结合能曲线图3－3－1
1．比结合能越大，取出一个核子就越_困__难___，核就越 _稳__定__ ，比结合能是原子核稳定程度的 _量__度______． 2．曲线中间高两头低，说明中等原子核(A＝ 40～120)的比结合能最大，近似于一个常数(8.6 MeV)，表明中等核最__稳__定___． 3．质量较大的重核(A>120)和质量较小的轻核 (A<40)比结合能都__较__小___，且轻核的比结合能还有些__起__伏____．
2．核能的计算方法
核能的计算是原子物理的重要方面和高考的热点问题，其基本方法是：
(1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm.
(2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．
(3)计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．
即时应用即时突破，小试牛刀)
2
．
核能的计算
例2 已知：氮核的质量 MN＝14.00753 u，氧 17 核的质量为 MO＝17.00454 u，氦核的质量 MHe ＝4.00387 u，氢核的质量为 MH＝1.00851 u. 试判断：147N＋42He―→178O＋11H 这一核反应是吸收能量还是放出能量？能量变化为多少？

教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】

科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
1 碰撞
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
2 动量
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3 动量守恒定律
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4 动量守恒定律的应用
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第二章原子结构
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】目录
0002页 0061页 0157页 0177页 0227页 0277页 0350页 0379页 0400页 0475页 0534页 0593页
第一章碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱氢原子光谱第三章原子核 2 放射性衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变第四章波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性

《原子核之核力与结合能》高二物理选修3-5PPT课件

比结合能为: 2.19 MeV = 1.10 MeV 2
六、质量亏损
3.核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm。
质量亏损表明：原子核内的确存在着结合能。
4.中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
六、质量亏损
比结合能
核子平均质量
z
核子的比结合能随质量数的变化
七.有关问题的理解和注意事项
核
裂
变
慢化剂
核电站
工作原理
人教版高中物理选修3-5
第19章原子核
感谢各位的聆听
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人：XXX 时间：20XX.5.25
课堂小结
核力
强相互作用短程力
核力
饱和性电荷无关性
与
结
合结合比结合能越大，原子核越稳定。
能能与
比结
合能 E mc2
人教版高中物理选修3-5
第19章原子核
感谢各位的聆听
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人：XXX 时间：20XX.5.25
人教版高中物理选修3-5
1 0nΒιβλιοθήκη 11H12H
2 1
H
11
H
10
n
2.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。
3.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。
四、结合能和比结合能
4.原子核越大，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比，称作比结合能也叫平均结合能。 5.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。

高中物理教科选修35课件：第三章第4节原子核的结合能

1．下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是 ( ) 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
质能方程可得核反应放出的能量为反应前后质量亏损和c2
的乘积，故D正确。答案：D
8．用质子轰击锂核(37Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验。已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、α 粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u。已知 1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( ) A．此反应过程质量减少0.010 3 u B．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符 C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符 D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符
量是以辐射光子形式放出的，光子的静止质量为零，但这个
光子的运动质量为
hν c2
，由此可知这部分亏损恰好与光子的运
动质量是相同的。
(2)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的。质量亏损并非这部分质量消失，当然也就不存在质量转变成能量的问题。
2．核能的计算方法核能的计算是原子物理的重要方面和高考的热点问题，其基本方法是： (1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm。 (2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能。 (3)计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳。
第 4
第节三章原
子
原核子的核结

教科版物理选修3-5第三节原子核的结合能(共18张PPT)

核反应方程为：
2 1
H
13H
24He
01n
4、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光
子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常数
为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（
）
B
A、核反应方程是 11H 01n13H
B、聚变反应中的质量亏损Δm=m1+m2-m3
2、联合国将2005年定为“国际物理年”，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，
下列说法中正确的是（ AC）
A、E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比 B、 E=mc2中的E表示发生核反应过程中释放的核能 C、根据ΔE= Δ mc2 可以计算核反应中释放的核能 D、 Δ E= Δ mc2 表示发生的质量亏损Δ m转变成为能量Δ E释放出来
U-235
Li-6
比结合能：
结合能
= 核子数
1）概念：原子核的结合能与核子数之比
2）理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。
3）意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。
比结合能（MeV/核子）
反应后质量/kg
m氘
3.3436×10－27
总质量 3.3436×10－27
实验值： 2.22Mev
理论值：Δm=(mn+mp-m氘）=0.0039 ×10－27kg
ΔE = Δmc 2 = 0.0039 10－27 (3.0 ×108 )2 3.511013 J
3.5110 13 1.6 10 19 106

教科版高中物理选修(3-5)3.4《原子核的结合能》ppt教学课件

相反的过程，当一个中子和一个质子结合成一个氘核时释放出 2.2 MeV 的能量，这个能量以 γ 光子的形式辐射出去．核反应
1 2 方程为1 H ＋ n → 1 0 1H＋γ.
结合能和平均结合能由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量．核反应中放出或吸
及动量和动能的关系是解题的关键．
【变式2】如图3-4-1所示，雷蒙德· 戴维斯因研究来自太阳的电子中微子 (ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程
4 原子核的结合能
1．理解结合能的概念； 2．知道核反应中的质量亏损；
3．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系．
一、结合能
结合能：克服核力束缚，原子核分解为单个核子时吸收的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时能量．平均结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能．平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，中等大小的核的结合能最大、最稳定．放出的
【变式1】下列对结合能、平均结合能的认识，正确的是
(
A．一切原子核均具有结合能 B．自由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．平均结合能越大的原子核越稳定
)．
解析
由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出
能量．反之，将原子核分开变为自由核子也需要赋予相应的能量，
(2)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变
的．
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

高中物理第3章原子核4原子核的结合能课件教科版选修3-5

知识点一
学
业
4.原子核的结合能
分
层
测
评
知识点二
原子核的结合能及其计算
[先填空] 1．结合能核子结合成原子核所释放的能量． 2．质能关系式： (1)物体的能量与其质量的关系式 E＝mc2. (2)能量计算 ΔE＝Δmc2.
Байду номын сангаас
3．质量亏损核反应中的质量减少称为质量亏损．
[再判断] 1．原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×) 2．质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×) 3．质能方程 E＝mc2 表明了质量与能量间的一种对应关系．(√)
核能的两种单位两种方法计算的核能的单位分别为 “J” 和 “MeV” ， 1 MeV ＝ 1×106×1.6×10－19 J＝1.6×10－13 J.
比结合能
[先填空] 1．比结合能原子核的结合能 ΔE 除以核子数A ，ΔAE称为原子核的比结合能，又叫平均结合能．
2．核聚变和核裂变 (1)核聚变：两个轻核结合成较重的单个原子核时会释放能量，这样的过程叫核聚变．两个氘核的聚变：21H＋21H→21He. (2)核裂变：一个重核分裂为两个(或多个中) 等质量的核时释放出能量，这样的过程叫核裂变．
对比结合能曲线的理解由曲线可知中等质量的核的比结合能最大，核最稳定．质量较大的重核裂变成中等质量的核要释放能量，质量较小的轻核聚变时也要释放能量．

教科版高中物理选修3-5课件 3 原子核的结合能课件(教科)

D．方程 E D对．
m c 表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的
2
能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据 E mc2 进行计算，故B、
教师指津
核能的两种单位
两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”，1MeV
释放较重 (1)核聚变：两个轻核结合成___________ 的单个原子核时会____________ 能量，这样的过程叫核聚中等质量的核时__________ 释放出能量，这样的过程叫核裂 (2)核裂变：一个重核分裂为两个(或多个)___________
变．
比结合能曲线告诉我们：
9 8 7
C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量
D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量
【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故
放出核能，故A正确，同理可得B、D错，C正确．
5．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时， 92.16 MeV 放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为________ ．
E mc2
E m c
核能质量亏损
2
计算结合能时，先计算质量亏损Δ m，在带入质能方程求出结合能
计算任意核反应中释放的核能，先计算质量亏损Δ m，在带入质能方程求出核能。
课堂练习
1 1 2 1．(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ 光子，核反应方程是 1 H 0 n1 H
核反应中的__________ 质量减少称为质量亏损．

2018_2019学年高中物理第三章原子核3.4原子核的结合能课件教科版选修3_5

7 1 4 答案:(1)3 Li 1 H→22 He
(2)2.78×10-12J
【总结提升】应用质能方程时应注意的三个问题
(1)要明确题目中已知量的单位,只有Δ m和c取国际单
位,得到的E才是国际单位。 (2)计算质量亏损Δ m时,正确书写核反应方程是关键, 特别是某个核子或原子核前系数不是“1”的情况。 (3)此类题目运算量比较大,一定要细心演算,有时需要保留几位有效数字。
2.比结合能:
原子核越大,它的结合能越高,因此有意义的是它的结
合能与核子数之比,称作比结合能。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。
【特别提醒】
中等大小的原子核的比结合能最大,这些核最稳定。使较重的核分裂成中等大小的核,或者把较小的核合并成中等大小的核,核子的比结合能都会增加,都要释放能量。
28
2.(2015·江苏高考)取质子的质量mp=1.672 6×
10-27kg,中子的质量mn=1.674 9×10-27kg,α 粒子的质
量mα =6.646 7×10-27kg,光速c=3.0×108m/s。请计算
α 粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)
【解析】α粒子由两个质子和两个中子组成,根据爱因
【过关训练】 1.(多选)(2016·全国卷Ⅲ)一静止的铝原子核
28 Si*,下列说法正确的是态的硅原子核 14 27 13
Al
俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发 ( )
A.核反应方程为p+
27 13
Al →
28 14
Si*
B.核反应过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒 D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度方向一致

高中物理第三章原子核第4节原子核的结合能课件教科选修35教科高二选修35物理课件

Δm＝(3.024 607－3.016 050) u＝0.008 557 u.
因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应放出能量．
释放的核能为 ΔE＝0.008 557×931.5 MeV≈7.97 MeV.
(2)氚核的结合能即为 ΔE＝7.97 MeV，
它的1比2/9/2结021 合能为Δ3E≈2.66 MeV.
12/9/2021
第五页，共三十三页。
[判断辨析] (1)一切原子核均具有结合能．( √ ) (2)组成原子核的核子越多，它的结合能就越高．( √ ) (3)结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定．( × ) (4)自由核子结合为原子核时，可能吸收能量．( × )
12/9/2021
第六页，共三十三页。
答案：(1)中等质量的原子核比结合能较大．比结合能的大小反映了原子核的稳定性，比结合能越大，原子核越稳定． (2)释放能量．
12/9/2021
第十页，共三十三页。
1．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原子核的比结合能要小． 2．比结合能与原子核稳定的关系 (1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定．
12/9/2021
第十二页，共三十三页。
[典例1] (多选)关子原子核的结合能，下列说法正确的是( ) A．比结合能越大，原子核越不稳定 B．已知中子质量、质子质量和氘核质量，则可以计算出氘核的比结合能 C．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 D．铯原子核(13553Cs)的结合能大于铅原子核(20882Pb)的结合能
12/9/2021
第四页，共三十三页。
2．结合能和比结合能 (1)结合能：由分散的核子结合成原子核的过程中释放(的shìf能àng量) 称为原子核的结合能． (2)比结合能：把原子核的结合能 ΔE 除以核子(hézǐ)数，A 即ΔAE称为比结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固(，láog原ù) 子核越稳定．中等质量的核的比结合能最大、最稳定．

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原子核的结合能
1பைடு நூலகம்
判天地之美，析万物之理
问题
我们知道核子间存在强大的核力，若要把两核子分开我们必须要付出什么呢？
2
（一）原子核的结合能
问题1 把两核子分开我们必须提供它能量，那么把两个分开的核子结合成原子核就会放出能量还是吸收能量呢？
3
●结合能：核子结合成原子核的过程中所释放的能量，或原子核分解成核子时所吸收的能量，称为原子核的结合能。
9
问题7 从原子核的比结合能曲线可得到那些结论？ ★比结合能越大，核就越越稳定，比结合能能是原子核稳定程度的量度。 ★曲线中间高两头低，说明中等原子核的比结合能最大，中等原子核最稳定。 ★质量较大的重核与质量较小的轻核比结合能都较小，且轻核算的比结合能有些起伏。
10
7
问题4 1J等于多少ev？1ev等于从少Mev？问题5 一个“原子的质量单位”相当于多少Mev的能量？
8
（三）比结合能
问题6 是不是原子核的结合能越大，原子核就越稳定呢？（不同的核结合能不同，且核子数越多的原子核的结合能越大，所以考察原子核稳定性应考证到每个核的结合能是多少，也就是比结合能或叫平均结合能。中等核的比结合能最大,故中等原子核最稳定.）
●核子数越多的原子核的结合能越大
4
（二）原子核的结合能的计算
质量亏损：组成原子核核子质量与原子核质量之差
5
问题2 对一个释放核能的核反应来讲，质量亏损还可怎么说呢？核反应前原子核的质量与核反应后原子核质量之差
6
●爱因斯坦质能关系：物体的能量与质存在一种简单的正比关系，即E= ●爱因斯坦质能方程：当物体质量发生变化时，它的能量也发生相应的变化，即因质量亏损而释放的能量：ΔE=Δ