2021学年高中物理第5章原子核3核力与结合能课件人教版必修3.ppt

3．四种基本相互作用
更短
电磁力 万有引力
说明：强相互作用是短程力，每个核子只跟相邻的核子发生作 用，也叫核力的饱和性。
二、结合能和质量亏损 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，称作比结合能，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。
自主 预习 探新 知
阅读本节教材，回答第 115 页“问题”并梳理必要的知识点。 教材 P115“问题”提示：原子核内核子之间存在一种很强的相互 作用，叫强相互作用，克服质子间的斥力，把质子紧紧地束缚在一 起。
一、核力与四种基本相互作用 1．强相互作用 (1)定义：原子核中的核子之间存在一种很__强__的相互作用，即存 在一种核__力__，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核， 这种作用称为_强__相__互__作_用__。
(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。
3．原子核中质子与中子的比例关系 (1)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，其中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多。 (2)形成原因： ①若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核 子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所 以当原子核增大到一定程度时，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。
3．质能方程 物体的能量与它们质量的关系是：E＝m__c_2。 4．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。
注意：原子核的核子结合成原子核释放的能量与把它们分开需 要的能量相等。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大。 ( × )
AB [核子结合成原子核要放出能量，原子核拆解成核子要吸收 能量，A、B 正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大 的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比 重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，C、D 错 误。]
合作 探究 攻重 难
四种基本相Fra Baidu bibliotek作用及核力的性质
(3)强力：即强相互作用，在原子核内，强力将核子束缚在一起， 强力是短程力。
(4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核 β 衰变的原因，即引 起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力 更短，为 10－18 m，作用强度则比电磁力小。
2．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，距离为 10×10－15 m 时核力几乎消失。
第五章 原子核
3.核力与结合能
学习目标：1．[物理观念]知道四种基本相互作用与核力的特点， 了解结合能、比结合能和质量亏损的基本观念和相关实验。 2．[科 学思维]理解核力是短程力，掌握比结合能和质量亏损，能用质能方 程进行计算，提高分析、解决问题的能力。 3．[科学探究]通过教 材上的科学推理，掌握其实质，培养科学推理的能力。 4．[科学态 度与责任]学习科学家们严谨的科学态度，坚持实事求是，培养学习、 探索科学的兴趣和责任。
(2)弱相互作用是引起原子核 β 衰变的原因。
(√ )
(3)比结合能越大，原子核越稳定。
(√ )
(4)质能方程 E＝mc2 表明了质量与能量间的一种对应关系。
(√ )
2．(多选)对核力的认识，下列说法正确的是( ) A．任何核子之间均存在核力 B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C．核力只存在于质子之间 D．核力只发生在相距 1.5×10－15 m 的核子之间，大于 0.8× 10－15 m 为吸引力，而小于 0.8×10－15 m 为斥力
(2)特点： ①核力是_强__相__互__作_用__的一种表现，在原子核内，核力比库仑力 大得多。 ②是短程力，作用范围只有约_1_0_－_1_5_m__。
2．弱相互作用 (1)定义：在某些放射现象中起作用的还有另一种基本相互作用， 称为_弱__相__互__作__用__。 (2)也是短程力，作用范围只有_1_0_－_1_8_m__。
1．四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用 (1)引力相互作用：引力主要在宏观和宏观尺度上“独领风骚”。 是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。 万有引力是长程力。 (2)电磁相互作用：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原 子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体。
如图所示是稳定核的质子数与中子数的关系。 实线为中子数与质子数相等的情况，而实际上稳定的原子核质 子数与中子数关系是另一条线。(其中 Z 表示质子数，N 表示中子数)
稳定核的质子数与中子数的关系
试探究：(1)在原子核较轻时与较重时有什么区别？ (2)为什么会出现这种现象？ 提示：(1)原子核较轻时中子数与质子数大致相等，而较重时中 子数明显多于质子数。 (2)核力是短程力，且有饱和性，较重的原子核中子数比质子数 多能，维持稳定。太大的原子核也不稳定，在宇宙演化过程中只有 200 多种稳定的原子核保留了下来。
BD [由核力的特点知道，只有相距 1.5×10－15 m 之内的核子之 间存在核力，核力发生在核子之间，B、D 正确。]
3．(多选)下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( ) A．核子结合成原子核时放出能量 B．原子核拆解成核子时要吸收能量 C．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 D．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