《4. 原子核的结合能》PPT课件(江苏省县级优课)

Mev
932.8Mev
∴ 1u相当于931.5MeV
• 注：在求核能时，
• 若Δm单位是“kg”， 则ΔE=Δm×9×1016（J），ΔE单位是J
• 若Δm单位是“u”， 则ΔE=Δm×931.5（Mev），ΔE单位是Mev
三、比结合能
③结合能越大原子核是不是越难被拆散？即：结 合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？
核能-----能源中的后起之秀
你了解核能吗？
一、原子核的结合能
中子
氘核
质子
2.2MeV（ ） ?
一、原子核的结合能
1、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？ 2、请你能运用功能关系，解释结合能的产生原因？
微观模型：
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。
1 0
n11H
12
H
反应前质量/kg
反应后质量/kg
mn
1.6749×10－27
mp
1.6726×10－27
总质量 3.3475 ×10－27
m氘 总质量
3.3436×10－27 3.3436×10－27
在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子 独自存在时的总质量，这两者的差额叫做质量亏损
如何应用质能方程求解原子核的结合能？
练习：试证明:1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能 量。已知原子质量单位1u=1.6606×10-27kg，
光速c=3×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．
证明： ΔE = Δmc 2 = 1.6606 10－27 (3.0 ×108 )2
1.494541010 J
1.49454 1010 1.6022 1019 106
二、原子核的合能的计算
1 0
n11H
12
H
反应前质量/kg
反应后质量/kg
mn
1.6749×10－27
mp
1.6726×10－27
总质量 3.3475 ×10－27
m氘 总质量
3.3436×10－27 3.3436×10－27
试验值： 2.22Mev （1ev=1.6×10-19J 1Mev=106ev） 理论值：Δm=(mn+mp-m氘）=0.0039 ×10－27kg
挑战自我
2、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，氦核 的质量为3.0150u. （1）写出两个氘核结合成氦核反应方程？ （2）计算上述核反应中释放的核能.(已知1u相当于 931.5 MeV能量)； （3）氦核的平均结合能？
（3）E=ΔE/3=1.07Mev
结束语
面对煤和石油利用中产生的温室效应、环境污染等问题，世 界各国都对核能的发展给予极大兴趣。核能是一种清洁、安全、 技术成熟的能源,但是迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的 一部分，如果人类在探索中能掌握新的方式，以产生更大的质量 亏损，也就必然能够获得更为可观的能量。
He
7
6
82 来自百度文库3
Kr
17935Pt
U 233
92
活动：观察比结 合能曲线并思考 下列问题：
比结合能（MeV/核子）
5
4
6 3
Li
3
2
1
1、两个氘核发生 核反应变成氦核 是吸收还是放出 能量？
H 0
2
0 1 20 40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240
2、一个重核可以
一、原子核的结合能
②结合能的大小与什么因素有关？
与组成原子核的核子数有关， 组成原子核的核子数越多，结合能越大。
如何求解原子核的结合能？
物体的能量和
质量之间存在密切
的联系，他们的关
系是： E mc2
质 能
方
程
核子在结合成 原子核时出现质量 亏损，要放出能量，
大小为： E mc2
爱因斯坦
二、原子核的合能的计算
质量数A
分裂为中等质量
比结合能曲线
的核是吸收还是
放出能量？
三、比结合能
结合能
比结合能： = 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。
4）规律：较轻核和较重核的核子平均结合能较小,稳定性 较差;中等质量核的核子平均结合能较大，稳定性较好。
挑战自我
1、关于核能，下列说法中正确的有 [ BD]
A、核子结合成原子核时，需吸收的能量； B、核子结合成原子核时，能放出的能量； C、不同的核子结合成原子核时，所需吸收的 能量相同； D、使一个氘核分解成一个中子和一个质子时， 吸收的能量是一个恒定值。
比结合能（MeV/核子）
比结合能曲线告诉我们：
94 82
He
7
6
82 23
Kr
U 233
92
17935Pt
5
4
6 3
Li
3
2
1
H 0
2
0 1 20 40
60
80 100 120 140 160 180 200 220 240
质量数A
比结合能曲线
a.中间大、
两端小。 b. 中等 质量的核 最稳定。
94 82
ΔE = Δmc 2 = 0.0039 10－27 (3.0 ×108 )2 3.511013 J
3.5110 13 1.61019 106 Mev 2.19Mev
二、原子核结合能的计算
E mc2
核能 质量亏损
计算结合能时，先计算 质量亏损Δm，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Δm，在带入质能方 程求出核能。
Li-6 U-235 如何才能反映原子核的稳定程度？
三、比结合能 （平均结合能）
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。比结 合能越大，核越稳定。
一、原子核的结合能
①将一个质子和中子结合在一起，会产生什么 现象？若要把它们分开，需要什么条件？
结合能：
将原子核拆分成单个核子需要吸收的能量 将单个核子结合成原子核所要放出的能量
一、原子核的结合能
n
∞
4
3
vm
2
E（eV）
0 --01..8551
-3.40
r
类比分析：
1
-13.60
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、照射光子 等途径让它得到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