核力与结合能
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存在着一种比库仑力大得多的核力.
要点提炼
核力是强相互作用的一种表现.在原子核的尺度内，核力 比 库仑力 大得多；核力是 短程 力，作用范围仅局限于 1.5×10－15 m，在大于0.8×10－15 m时表现为吸引力，超 过1.5×10－15m时，核力急剧下降几乎消失；而距离小 于0.8×10－15m时，核力表现为 斥力 .
(1)从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核相比 比结合能有什么特点？比结合能的大小反映了什么？
答案 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)比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子 核时是吸收能量还是放出能量？
答案 放出能量.
要点提炼
1.核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比结合能 ， 较小 的原子核，比结合能较大.当比结合能较小的原
子中核等转核化子为数比结合能较大的原子核时会 核能. 2.比结合能越大，表示原子核中核子结合得释越放 ，原子 核越稳定.中等核子数的原子核，比结合能较大，牢原固子核较 稳定.
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四、质量亏损和核能的计算
3.试从核力的特点及核力的饱和性对上述现象做出解释， 并说明原子核能无限地增大吗？ 答案 (1)由于原子核是短程力，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，原子核就不稳定了.这时，不再成对地增加质 子和中子，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，所以有助于维系原子核 的稳定，故较重的原子核内中子数多于质子数.
第十九章 原子核
学案5 核力与结合能
学习目标定位
1.了解四种基本相互作用，知道核力的性质. 2.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比 例的原因. 3.知道原子核的结合能和比结合能的概念. 4.知道什么是质量亏损，能应用质能方程进行计算.
知识储备区
一、1.核子 核力 2.(1)强相互作用 大得多 (2)短程力 1.5×10－15 m (3)邻近 饱和性 3.更短 电磁力 万有引力 二、1.大致相等 2.大于 三、1.分开 2.核子数 牢固 稳定 3.(1) mc2 (2)小于
2.试判断上述核反应过程中是释放能量，还是吸收能量？
并计算能量变化了多少？
答案 释放能量.反应前的总质量
m1＝mBe＋mα＝9.012 19 u＋4.002 6 u＝13.014 79 u 反应后的总质量 m2＝mC＋mn＝12.000 u＋1.008 665 u＝13.008 665 u 所以质量亏损Δm＝m1－m2＝13.014 79 u－13.008 665 u ＝0.006 125 u.
学习探究区
一、核力与四种基本相互作用 二、原子核中质子与中子的比例 三、结合能 四、质量亏损和核能的计算
一、核力与四种基本相互作用
问题设计
原子核内有质子和中子，质子带正电，中子不带电.原 子核为什么不会在质子间库仑斥力的作用下分散为一 个一个的核子呢？是什么力使核子结合成一个稳固的 原子核呢？
答案 核子(质子与质子、中子与中子、质子与中子)间
(2)稳定的重原子核里，中子数要比质子数多，由于核 力作用范围有限，以及核力的饱和性，如果继续增大 原子核，一些核子间距离会大到其间根本没有核力作 用，这时即使再增加中子，形成的核也一定是不稳定 的，所以原子核不能无限地增大.
要点提炼
由于核力是 短程 力及核力的饱和性，自然界中较轻 的原子核，质子数与中子数大致相等，但较重的原子 核，中子大数于 质子数，越重的原子核，两者相差越多.
他通过计算发现反应之后的质量减少了，于是他得出 结论：核反应过程中质量消失了. 这两个同学的说法对吗？如果不对错在哪里？你对质 量亏损是如何理解的？
答案 甲同学的说法错误.核反应过程中质量数守恒而 不是质量守恒；乙同学的说法错误.质量亏损并不是质 量的消失. 对质量亏损的理解
(1)在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏 损并不是这部分质量消失或质量转变为能量.物体的质量应 包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少， 减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量. (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.
释放的能量 ΔE＝Δmc2＝0.006 125 uc2＝0.006 125×1.660 566×10－27 ×(3×108)2 J≈9.15×10－13 J≈5.719 MeV.
要点提炼
1.对质能方程和质量亏损的理解 (1)质能方程 质能方程：爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在 着密切的联系，其关系是E＝ mc2 . (2)质量亏损 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.物体质量增加，则总能量随之增加 ； 质量减少，总能量也随之 减少，这时质能方程也写作ΔE＝ Δmc2.
问题设计
1.用α粒子轰击铍( 94B)e核发现中子的核反应方程
94Be＋42He→162C＋10n
甲同学说：核反应过程中核子数没变，所以质量是守 恒的； 乙同学查找资料，各个原子核或核子的质量如下： mBe＝9.012 19 u，mC＝12.000 u，mα＝4.002 6 u，mn＝ 1.008 665 u.(其中1 u＝1.660 566×10－27 kg)
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二、原子核中质子与中子的比例
问题设计
1.一些较轻的原子核如
中质子数和
中子数有什么关系？ 42He、186O、162C、174N
答案 质子数与中子数大致相等.
2. 29328U、29304Th等重核中各有多少个中子、多少个质子？ 较重的原子核中中子数和质子数有什么关系？ 答案 29328U中含有92个质子、146个中子；29304Th中含有90 个质子，144个中子.较重的原子核中中子数大于质子数， 而且越重的原子核，两者相差越多.
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三、结合能Байду номын сангаас
问题设计
1.设有一个质子和一个中子在核力作用下靠近碰撞并结 合成一个氘核.质子和中子结合成氘核的过程中是释放 能量还是吸收能量？使氘核分解为质子和中子的过程 中呢？ 答案 质子和中子结合成原子核的过程中要释放能量； 氘核分解成质子和中子时要吸收能量.
2.如图1所示是不同原子核的比结合能随质量数变化的曲线. 图1
要点提炼
核力是强相互作用的一种表现.在原子核的尺度内，核力 比 库仑力 大得多；核力是 短程 力，作用范围仅局限于 1.5×10－15 m，在大于0.8×10－15 m时表现为吸引力，超 过1.5×10－15m时，核力急剧下降几乎消失；而距离小 于0.8×10－15m时，核力表现为 斥力 .
(1)从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核相比 比结合能有什么特点？比结合能的大小反映了什么？
答案 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)比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子 核时是吸收能量还是放出能量？
答案 放出能量.
要点提炼
1.核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比结合能 ， 较小 的原子核，比结合能较大.当比结合能较小的原
子中核等转核化子为数比结合能较大的原子核时会 核能. 2.比结合能越大，表示原子核中核子结合得释越放 ，原子 核越稳定.中等核子数的原子核，比结合能较大，牢原固子核较 稳定.
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四、质量亏损和核能的计算
3.试从核力的特点及核力的饱和性对上述现象做出解释， 并说明原子核能无限地增大吗？ 答案 (1)由于原子核是短程力，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，原子核就不稳定了.这时，不再成对地增加质 子和中子，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，所以有助于维系原子核 的稳定，故较重的原子核内中子数多于质子数.
第十九章 原子核
学案5 核力与结合能
学习目标定位
1.了解四种基本相互作用，知道核力的性质. 2.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比 例的原因. 3.知道原子核的结合能和比结合能的概念. 4.知道什么是质量亏损，能应用质能方程进行计算.
知识储备区
一、1.核子 核力 2.(1)强相互作用 大得多 (2)短程力 1.5×10－15 m (3)邻近 饱和性 3.更短 电磁力 万有引力 二、1.大致相等 2.大于 三、1.分开 2.核子数 牢固 稳定 3.(1) mc2 (2)小于
2.试判断上述核反应过程中是释放能量，还是吸收能量？
并计算能量变化了多少？
答案 释放能量.反应前的总质量
m1＝mBe＋mα＝9.012 19 u＋4.002 6 u＝13.014 79 u 反应后的总质量 m2＝mC＋mn＝12.000 u＋1.008 665 u＝13.008 665 u 所以质量亏损Δm＝m1－m2＝13.014 79 u－13.008 665 u ＝0.006 125 u.
学习探究区
一、核力与四种基本相互作用 二、原子核中质子与中子的比例 三、结合能 四、质量亏损和核能的计算
一、核力与四种基本相互作用
问题设计
原子核内有质子和中子，质子带正电，中子不带电.原 子核为什么不会在质子间库仑斥力的作用下分散为一 个一个的核子呢？是什么力使核子结合成一个稳固的 原子核呢？
答案 核子(质子与质子、中子与中子、质子与中子)间
(2)稳定的重原子核里，中子数要比质子数多，由于核 力作用范围有限，以及核力的饱和性，如果继续增大 原子核，一些核子间距离会大到其间根本没有核力作 用，这时即使再增加中子，形成的核也一定是不稳定 的，所以原子核不能无限地增大.
要点提炼
由于核力是 短程 力及核力的饱和性，自然界中较轻 的原子核，质子数与中子数大致相等，但较重的原子 核，中子大数于 质子数，越重的原子核，两者相差越多.
他通过计算发现反应之后的质量减少了，于是他得出 结论：核反应过程中质量消失了. 这两个同学的说法对吗？如果不对错在哪里？你对质 量亏损是如何理解的？
答案 甲同学的说法错误.核反应过程中质量数守恒而 不是质量守恒；乙同学的说法错误.质量亏损并不是质 量的消失. 对质量亏损的理解
(1)在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒，所谓的质量亏 损并不是这部分质量消失或质量转变为能量.物体的质量应 包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量的减少， 减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量. (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.
释放的能量 ΔE＝Δmc2＝0.006 125 uc2＝0.006 125×1.660 566×10－27 ×(3×108)2 J≈9.15×10－13 J≈5.719 MeV.
要点提炼
1.对质能方程和质量亏损的理解 (1)质能方程 质能方程：爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在 着密切的联系，其关系是E＝ mc2 . (2)质量亏损 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.物体质量增加，则总能量随之增加 ； 质量减少，总能量也随之 减少，这时质能方程也写作ΔE＝ Δmc2.
问题设计
1.用α粒子轰击铍( 94B)e核发现中子的核反应方程
94Be＋42He→162C＋10n
甲同学说：核反应过程中核子数没变，所以质量是守 恒的； 乙同学查找资料，各个原子核或核子的质量如下： mBe＝9.012 19 u，mC＝12.000 u，mα＝4.002 6 u，mn＝ 1.008 665 u.(其中1 u＝1.660 566×10－27 kg)
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二、原子核中质子与中子的比例
问题设计
1.一些较轻的原子核如
中质子数和
中子数有什么关系？ 42He、186O、162C、174N
答案 质子数与中子数大致相等.
2. 29328U、29304Th等重核中各有多少个中子、多少个质子？ 较重的原子核中中子数和质子数有什么关系？ 答案 29328U中含有92个质子、146个中子；29304Th中含有90 个质子，144个中子.较重的原子核中中子数大于质子数， 而且越重的原子核，两者相差越多.
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三、结合能Байду номын сангаас
问题设计
1.设有一个质子和一个中子在核力作用下靠近碰撞并结 合成一个氘核.质子和中子结合成氘核的过程中是释放 能量还是吸收能量？使氘核分解为质子和中子的过程 中呢？ 答案 质子和中子结合成原子核的过程中要释放能量； 氘核分解成质子和中子时要吸收能量.
2.如图1所示是不同原子核的比结合能随质量数变化的曲线. 图1