人教版高中物理选修【3-5】《核力与结合能》ppt课件
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人教版高中物理选修3-5第十九章1核力与结合能(33张)-PPT优秀课件
万有引力远小于库仑力(10-35)，质子间 无法依靠引力抗衡库仑斥力.原子核的稳定 存在说明核子间存在一种很强的相互作用 力——核力，将核子仅仅束缚在核内.
核力的性质，要通过实验确定.例如核 子-核子散射实验、氘核(最简单的两核子组 成体，“柿子专挑软的捏”)性质实验.通过 对散射实验结果分析认识核力的特点.
17
四、质量亏损和结合能
实验发现，原子核的质量总是小于组 成它的核子的质量和.
表1 一些粒子的质量和能量
粒子 电子e
静止质量m0/u 0.00054858
能量m0c2/MeV 0.51100
质子p
1.007276
938.272
中子n
1.008665
939.565
氘核d
2.013553
1875.613
库仑力远远小于核力，库仑力做功远 小于克服核力做功.
21
一般总有体系的质量比起组分的各个质 量之和小。分子的质量小于各个原子质量之 和，原子的质量小于原子核质量与电子质量 之和.
任何两个物体结合在一起，都会释放一 部分能量.一般情况下，释放的能量微乎其微， 无需考虑.例如电子和质子组成氢原子时，放 出13.6eV的能量，相对于电子的静能可以忽 略.
中正确的是（ CD ）
A.此反应过程质量减少0.0103u
人教版高中物理选修3-5第十九章 19.5 核力与结合能(共33张PPT)【PPT优秀课 件】- 精美版
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人教版高中物理选修3-5第十九章 19.5 核力与结合能(共33张PPT)【PPT优秀课 件】- 精美版
比结合能
原子核平均每个核子的结合能，即结 合能除以核子个数.
Ɛ=B/A 比结合能越大，将一个核子从原子核 取出所需要的能量越多，原子核中核子结合 得越牢固，原子核越稳定.
核力的性质，要通过实验确定.例如核 子-核子散射实验、氘核(最简单的两核子组 成体，“柿子专挑软的捏”)性质实验.通过 对散射实验结果分析认识核力的特点.
17
四、质量亏损和结合能
实验发现，原子核的质量总是小于组 成它的核子的质量和.
表1 一些粒子的质量和能量
粒子 电子e
静止质量m0/u 0.00054858
能量m0c2/MeV 0.51100
质子p
1.007276
938.272
中子n
1.008665
939.565
氘核d
2.013553
1875.613
库仑力远远小于核力，库仑力做功远 小于克服核力做功.
21
一般总有体系的质量比起组分的各个质 量之和小。分子的质量小于各个原子质量之 和，原子的质量小于原子核质量与电子质量 之和.
任何两个物体结合在一起，都会释放一 部分能量.一般情况下，释放的能量微乎其微， 无需考虑.例如电子和质子组成氢原子时，放 出13.6eV的能量，相对于电子的静能可以忽 略.
中正确的是（ CD ）
A.此反应过程质量减少0.0103u
人教版高中物理选修3-5第十九章 19.5 核力与结合能(共33张PPT)【PPT优秀课 件】- 精美版
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人教版高中物理选修3-5第十九章 19.5 核力与结合能(共33张PPT)【PPT优秀课 件】- 精美版
比结合能
原子核平均每个核子的结合能，即结 合能除以核子个数.
Ɛ=B/A 比结合能越大，将一个核子从原子核 取出所需要的能量越多，原子核中核子结合 得越牢固，原子核越稳定.
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第5章 原子核 3 核力与结合能
由以上各式得ΔE3=92.16 MeV。
十年寒窗磨利剑，
一朝折桂展宏图！
核比 U 核更稳定
C.两个 H 核结合成 He 核时释放能量
D.
Kr
核比 U 核更稳定
答案:CD
解析: He 核的比结合能约为 7 MeV,则结合能约为 28 MeV,选项
A
错误;
U
核的比结合能大于 Li 核的比结合能,则
U 核比
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力
C.核子间存在着强大的核力
D.核子间存在着复杂的磁力
答案:C
解析:核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分
解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,故选项
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,放出7.26 MeV
体。
(3)强相互作用:在原子核内,强相互作用将核)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
比强相互作用更短,为10-18 m,作用强度则比电磁力小。
下图为3H和3He的原子核结构示意图。
(1)质子都带正电,质子与质子之间存在着库仑斥力,为什么
子序数小的都没有中等质量的原子核稳定,故选项A、C错
误,B正确;核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m内,超过此范
围,核力急剧减小,会小于库仑力,故选项D错误。
4.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,这是因为(
)
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力
十年寒窗磨利剑，
一朝折桂展宏图！
核比 U 核更稳定
C.两个 H 核结合成 He 核时释放能量
D.
Kr
核比 U 核更稳定
答案:CD
解析: He 核的比结合能约为 7 MeV,则结合能约为 28 MeV,选项
A
错误;
U
核的比结合能大于 Li 核的比结合能,则
U 核比
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力
C.核子间存在着强大的核力
D.核子间存在着复杂的磁力
答案:C
解析:核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分
解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,故选项
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,放出7.26 MeV
体。
(3)强相互作用:在原子核内,强相互作用将核)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
比强相互作用更短,为10-18 m,作用强度则比电磁力小。
下图为3H和3He的原子核结构示意图。
(1)质子都带正电,质子与质子之间存在着库仑斥力,为什么
子序数小的都没有中等质量的原子核稳定,故选项A、C错
误,B正确;核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m内,超过此范
围,核力急剧减小,会小于库仑力,故选项D错误。
4.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,这是因为(
)
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力
高中物理第十九章原子核5核力与结合能课件1新人教版选修3-5.ppt
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．
关于核力的说法正确的是( ) A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用 B．核力就是电磁力 C．核力是短程力，作用范围在1．5×10－15 m之内 D．核力与电荷有关 解析： 核力是短程力，超过1．5×10－15 m，核力急剧 下降几乎 消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故 A、B不对，核力与电荷无关，故D错． 答案： C
答案： ABC
核能的计算(小专题)
方法一：根据质量亏损计算 其步骤如下： (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．
已知氘核的质量mD＝3．344 6×10－27 kg．如果 用入射光子照射氘核使其分为一个质子和中子，质子质量mp＝ 1．672 6×10－27 kg，中子质量mn＝1．674 9×10－27 kg．求入 射光子的能量．
(2)设衰变后 α 粒子和钍核速度大小分别是 vα 和 v 钍. 由动量守恒和能量守恒得： 0＝m 钍 v 钍－mαvα，ΔE＝12m 钍 v2钍＋12mαv2α， 解得 α 粒子的动能为 Ekα＝12mαv2α＝5.402 MeV. 钍核的动能为 Ek 钍＝12m 钍 v2钍＝0.094 MeV.
解析： 氘核分解为质子和中子，增加的质量 Δm＝mp＋mn－mD＝(1．672 6＋1．674 9－3．344 6)×10 －27 kg ＝0．002 9×10－27 kg． 吸收γ光子能量 E＝Δmc2＝0．002 9×10－27×(3×108)2 J＝2．61×10－13 J． 答案： 2．61×10－13 J
答案：
MqBR2 2mM－m
5－1 一个静止的铀核29328U(原子量为 232.037 2)放出一个 α 粒子(氦核的量为 4．002 6)后衰变成钍核29304Th(原 子量为 228．028 7).1 u 相当于 931.5 MeV．
关于核力的说法正确的是( ) A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用 B．核力就是电磁力 C．核力是短程力，作用范围在1．5×10－15 m之内 D．核力与电荷有关 解析： 核力是短程力，超过1．5×10－15 m，核力急剧 下降几乎 消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故 A、B不对，核力与电荷无关，故D错． 答案： C
答案： ABC
核能的计算(小专题)
方法一：根据质量亏损计算 其步骤如下： (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．
已知氘核的质量mD＝3．344 6×10－27 kg．如果 用入射光子照射氘核使其分为一个质子和中子，质子质量mp＝ 1．672 6×10－27 kg，中子质量mn＝1．674 9×10－27 kg．求入 射光子的能量．
(2)设衰变后 α 粒子和钍核速度大小分别是 vα 和 v 钍. 由动量守恒和能量守恒得： 0＝m 钍 v 钍－mαvα，ΔE＝12m 钍 v2钍＋12mαv2α， 解得 α 粒子的动能为 Ekα＝12mαv2α＝5.402 MeV. 钍核的动能为 Ek 钍＝12m 钍 v2钍＝0.094 MeV.
解析： 氘核分解为质子和中子，增加的质量 Δm＝mp＋mn－mD＝(1．672 6＋1．674 9－3．344 6)×10 －27 kg ＝0．002 9×10－27 kg． 吸收γ光子能量 E＝Δmc2＝0．002 9×10－27×(3×108)2 J＝2．61×10－13 J． 答案： 2．61×10－13 J
答案：
MqBR2 2mM－m
5－1 一个静止的铀核29328U(原子量为 232.037 2)放出一个 α 粒子(氦核的量为 4．002 6)后衰变成钍核29304Th(原 子量为 228．028 7).1 u 相当于 931.5 MeV．
高中物理 19.5核力与结合能(探究导学课型)课件 新人教版选修3-5
提示:(1)×。核力是短程力,并且在大于0.8×10-15m而小于 1.5×10-15m时表现为引力,在小于0.8×10-15m时表现为斥力。 (2)√。核力是短程力,只发生在相邻的核子之间,这种性质称为 核力的饱和性。 (3)×。较大的原子核含有的中子数大于质子数。 (4)×。质量不能转化为能量,能量也不能转化为质量,质量只是 物体具有能量多少及能量转变多少的量度。
3.原子核中任意两个核子之间都存在核力吗? 提示:不是。核力是短程力,只有相邻的两个核子之间才存在核 力。 4.是否只有带电的质子之间存在核力,而中子之间不存在核力 呢? 提示:不是。核力与核子是否带电无关,质子与质子之间,质子与 中子之间、中子与中子之间都可以有核力作用。
5.四种基本相互作用各有什么特点? 提示:(1)强相互作用(强力):在原子核内,强力将核子束缚在一起, 是短程力。 (2)弱相互作用(弱力):弱相互作用是引起原子核β衰变的原因, 也是短程力。
2.原子核中的核子为什么能紧紧地束缚在一起,既不融合为一 体又不分散开? 提示:核力是短程力,约在10-15m数量级时起作用,当距离大于 0.8×10-15m时为引力,距离小于0.8×10-15m时为斥力,距离为 10×10-15m时核力几乎消失。所以在核力作用下,原子核内的 核子既不能远离散开又不致因为太近而融合为一体。
3.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。
1.判一判: (1)核力同万有引力一样总是相互吸引的。 ( ) (2)核力只发生在相邻的核子之间。 ( ) (3)较大的原子核中含有质子和中子的个数基本相同。( ) (4)质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。 ( )
物理人教版(2019)选择性必修第三册5.3核力与结合能(共23张ppt)
新知探究
fuxi
二、结合能
【问题五】结合能越大原子核是不是越难被拆散？也就是说结合能
的大小能不能反映原子核的稳定程度？
U-235
Li-6
如何才能反映原子核的稳定程度？
新知探究
fuxi
二、结合能
1.比结合能：
原子核的结合能与核子数之比称为比结合能，也叫平均结合能。
结合能
比结合能 =
核子数
2.理解：
【例题1】下列说法不正确的是( D )
A.核力是短程力,作用范围很小,只在邻近核子间发生
B.核力可能是引力,也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内,形成稳定的原子核,
但又不会融合在一起
C.质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力
D.核力是一种弱相互作用力,在其作用范围内,核力比库仑力大得多
新知探究
都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。电磁力和万有引力都是“长程力”
（3）强相互作用：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用。
（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，只有10－18m，作用强度则
比电磁力小。
典型例题
fuxi
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，原子核越稳定。
新知探究
fuxi
二、结合能
4.比结合能曲线：
从图中可看出：
①不同原子核的比结合能是不一样
的。
②中等质量原子核的比结合能最大，
缚在核内，形成稳定的原子核。
高中物理-19.5-核力与结合能课件-新人教版选修3-5
(1)切记不要误认为亏损的质量转化为能量.核反应过 程中质量亏损是静止的质量减少，辐射γ光子的运动质量刚好 等于亏损的质量，即反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒. (2)核反应中释放的核能是由于核力做功引起的.
【典例3】镭核22688Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核22286Rn. 已知镭核质量为226.025 4 u，氡核质量为222.016 3 u,放出 粒子质量为4.002 6 u. (1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量；
质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据
爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )
A.1036 kg
B.1018 kg
C.1013 kg
D.109 kg
【解析】选D.根据ΔE=Δmc2，解得mcE2 341=1004826.24×kg109
kg，通过比较四个选项，只有D选项最接近，故答
【解析】选B.E=mc2说明能量与质量之间存在着联系，即能 量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量与质量之 间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确.核反应中的 “质量亏损”并不是质量消失，实际上是从静止的质量变成 运动的质量，并不是质量转变为能量，故C项错误.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 为动质量，故D错误.
(2)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比.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.
(3)质能方程的本质 ①质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一 属性(质量和能量)等同起来； ②质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两 个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守 恒，质量和能量在数值上的联系决不等于这两个量可以相互转 化； ③质量亏损不是否定了质量守恒定律.根据爱因斯坦的相对论， 辐射出的γ光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动 质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立.
人教版高中物理选修3-5课件第5节核力与结合能
解析：设核反应前的质量和能量分别为m1、E1，则： E1＝m1c2， 设核反应后的质量和能量分别为m2、E2，则： E2＝m2c2， 两式相减得： ΔE＝Δmc2＝[mU－(mTh＋mα)]c2 ＝[3.853 131－(3.786 567＋0.066 467 2)]×10－25 ×(3×108)2J＝8.7×10－13J. 答案：8.7×10－13J
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原子核
第5节 核力与结合能
核力和介子
原子核一般都很稳定，说明它们之间存在很强的引 力，但质子位于原子核外时，它们却互相排斥，没有任 何相互吸引的迹象．中子是不带电的，而质子都带有正 电荷，在小小的原子核内，这些都带正电荷的质子应该 相互排斥，这样原子核早就该分崩离析了．可实际上这 种情况并没有发生．那么，中子和质子之间究竟是依靠 什么强有力地结合在一起的呢？
答案：D
点评：本题是北京高考题，很多同学没看清题目“不正 确”，就下笔做题结果出错，要注意审题．还有很多同学对 质能方程E＝mc2不理解，错选D或A.要注意质能方程反映的 是能量与质量的对应关系，但不能理解为能量转化为质量， 也不能认为质量转化为能量．
变式迁移
2．一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀 核的质量为3.853 131×10－25kg，钍核的质量为3.786 567× 10－25kg，α粒子的质量为6.646 72×10－27kg，在这个衰变过 程中释放出的能量等于________J(保留两个有效数字)．
1．关于核力说法正确的是( ) A．核力与万有引力没有区别，都是物体间的作用 B．核力就是电磁力 C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内 D．核力与电荷有关 解析：核力是短程力，超过1.5×10－15 m，核力急剧下 降几乎消失，故C对．核力与万有引力、电磁力不同，故A、 B错误．核力与电荷无关，故D错误． 答案：C
空白演示
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原子核
第5节 核力与结合能
核力和介子
原子核一般都很稳定，说明它们之间存在很强的引 力，但质子位于原子核外时，它们却互相排斥，没有任 何相互吸引的迹象．中子是不带电的，而质子都带有正 电荷，在小小的原子核内，这些都带正电荷的质子应该 相互排斥，这样原子核早就该分崩离析了．可实际上这 种情况并没有发生．那么，中子和质子之间究竟是依靠 什么强有力地结合在一起的呢？
答案：D
点评：本题是北京高考题，很多同学没看清题目“不正 确”，就下笔做题结果出错，要注意审题．还有很多同学对 质能方程E＝mc2不理解，错选D或A.要注意质能方程反映的 是能量与质量的对应关系，但不能理解为能量转化为质量， 也不能认为质量转化为能量．
变式迁移
2．一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀 核的质量为3.853 131×10－25kg，钍核的质量为3.786 567× 10－25kg，α粒子的质量为6.646 72×10－27kg，在这个衰变过 程中释放出的能量等于________J(保留两个有效数字)．
1．关于核力说法正确的是( ) A．核力与万有引力没有区别，都是物体间的作用 B．核力就是电磁力 C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内 D．核力与电荷有关 解析：核力是短程力，超过1.5×10－15 m，核力急剧下 降几乎消失，故C对．核力与万有引力、电磁力不同，故A、 B错误．核力与电荷无关，故D错误． 答案：C
高中物理第十九章原子核5核力与结合能课件新人教版选修3_5
• ③由于核力的作用范围是有限的，以及核力 的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离 会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加 中子，形成的核也一定是不稳定的．
• 第3步例证——典例印证，思维深化
•
关于原子核中质子和中子的说法，正确的
是( )
• A．原子核中质子数和中子数一定相等
• B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多
[先填空]
• 1．较轻原子核：质子数和中子数 ___大_致_相__等__． • 2．较重原子核：中子数__大_于__质子数，越重 的原子核两者___相_差_越__多__．
[再思考]
• 为什么核电荷数越多的原子核越不稳定？ • 【提示】 核电荷数越多的原子核中，有些 核子之间的距离越来越大，随着距离增大，核力 和质子间的斥力都减小，但核力减小得更快，当 原子核大到一定程度时，核力会小于质子间的斥 力，原子核就不稳定了．
• 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．中等质量的原子核的结合能和比结合能 均比轻核要大
• 【解析】 核子结合成原子核要放出能量， 原子核拆散成核子时要吸收能量．故选项A错； 比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能大的 原子核，其结合能不一定大．例如，中等质量的 原子核的比结合能比重核大，
• 【答案】 D
• 第4步巧练——精选习题，落实强化 • 1．对原子核的组成，下列说法正确的是 () • A．核力可使一些中子组成原子核 • B．核力可使非常多的质子组成原子核 • C．不存在只有质子的原子核 • D．质量较大的原子核内一定有中子
• 【解析】 由于原子核带正电，不存在只有 中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚 集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质 子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误； 自然界中存在只有一个质子的原子核．如H，C错 误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才 能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．
• 第3步例证——典例印证，思维深化
•
关于原子核中质子和中子的说法，正确的
是( )
• A．原子核中质子数和中子数一定相等
• B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多
[先填空]
• 1．较轻原子核：质子数和中子数 ___大_致_相__等__． • 2．较重原子核：中子数__大_于__质子数，越重 的原子核两者___相_差_越__多__．
[再思考]
• 为什么核电荷数越多的原子核越不稳定？ • 【提示】 核电荷数越多的原子核中，有些 核子之间的距离越来越大，随着距离增大，核力 和质子间的斥力都减小，但核力减小得更快，当 原子核大到一定程度时，核力会小于质子间的斥 力，原子核就不稳定了．
• 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．中等质量的原子核的结合能和比结合能 均比轻核要大
• 【解析】 核子结合成原子核要放出能量， 原子核拆散成核子时要吸收能量．故选项A错； 比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能大的 原子核，其结合能不一定大．例如，中等质量的 原子核的比结合能比重核大，
• 【答案】 D
• 第4步巧练——精选习题，落实强化 • 1．对原子核的组成，下列说法正确的是 () • A．核力可使一些中子组成原子核 • B．核力可使非常多的质子组成原子核 • C．不存在只有质子的原子核 • D．质量较大的原子核内一定有中子
• 【解析】 由于原子核带正电，不存在只有 中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚 集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质 子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误； 自然界中存在只有一个质子的原子核．如H，C错 误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才 能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．
物理人教版(2019)选择性必修第三册5.3核力与结合能(共17张ppt)
D.因为在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒、
思考:根据质能方程,能否认为质量和能量可以相互转化？
四、比结合能曲线
两个轻核(不稳定)结合成中质量的核(稳定)
要放出能量
一个重核(不稳定)分裂成中等质量的核（稳定）
要放出能量
所以,从比结合能小到比结合能大的核反应为放能反应，反之吸能反应
补充:核反应所释放(或吸收)的核能:
核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所
核力是短程力，若超过其作用范围，增加
中子，原子核也不稳定，所以原子序数越大越
不稳定。
ABC
1. (多选)下列说法正确的是(
)
A.核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生
B.核力可能是引力，也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内，形
成稳定的原子核，但又不会融合在一起
C.质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力
D.中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
3. 下列有关质能方程的说法中，正确的是(
) B
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，可以用物体的质
量作为它所蕴藏的能量的量度
C.核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
思考与讨论
问题1:两个物体(系统)发生完全非弹性碰撞，系统机械
能守恒吗？机械能损失，系统释放能量VA NhomakorabeaB
问题2:若把两物体拆开呢？系统吸收能量
二.结合能与比结合能
1. 结合能:自由核子结合成原子核时释放的能量，或原子核
分解成自由核子时吸收的(相同)能量,叫做原子核的结合能.
思考:根据质能方程,能否认为质量和能量可以相互转化？
四、比结合能曲线
两个轻核(不稳定)结合成中质量的核(稳定)
要放出能量
一个重核(不稳定)分裂成中等质量的核（稳定）
要放出能量
所以,从比结合能小到比结合能大的核反应为放能反应，反之吸能反应
补充:核反应所释放(或吸收)的核能:
核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所
核力是短程力，若超过其作用范围，增加
中子，原子核也不稳定，所以原子序数越大越
不稳定。
ABC
1. (多选)下列说法正确的是(
)
A.核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生
B.核力可能是引力，也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内，形
成稳定的原子核，但又不会融合在一起
C.质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力
D.中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
3. 下列有关质能方程的说法中，正确的是(
) B
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，可以用物体的质
量作为它所蕴藏的能量的量度
C.核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
思考与讨论
问题1:两个物体(系统)发生完全非弹性碰撞，系统机械
能守恒吗？机械能损失，系统释放能量VA NhomakorabeaB
问题2:若把两物体拆开呢？系统吸收能量
二.结合能与比结合能
1. 结合能:自由核子结合成原子核时释放的能量，或原子核
分解成自由核子时吸收的(相同)能量,叫做原子核的结合能.
人教课标版高中物理选修3-5：《核力与结合能》课件-新版
数越大越不稳定。
三、结合能
定义：核子结合成原子核放出的能量 或 使原子核分解为单个核子吸收的能量
例如：
1 0
n
11H
12
H
2 1
H
11
H
10
n
注意：不是核子结合成原子核时具有的能量，而是结合时 放出和分开时需要（吸收）的能量。
例题1：一个中子和一个质子可以生成一个中子 中子的质量 =1.6749×10－27Kg 质子的质量 = 1.6726×10－27Kg 氘核的质量 = 3.3436×10－27Kg
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·c2 的单位问题 P82问题与练习 3. m用“u(原子质量单位)” 何为1u？ 1u=1.660566×10-27kg 1uc2=931MeV (表示1u的质量变化相当于931MeV的能量改变)
Hale Waihona Puke 原因分析：核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减少，但核力减少快
理想的质子数 和中子数相等 的稳定原子核
增大到一定程度时，核力较少，不足以 平衡库仑力时，原子核会不稳定。
若增加中子，与其它核子无库仑力，但 有核力，有助于原子核稳定
核力是短程力，若超过其作用范围，增 质子数 加中子，原子核也不稳定，所以原子序
电磁力和万有引力都是长程力，即它们可以作用到无限远的距离， 当然距离越远，力就越小 3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。
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10－18m，作用强度则比电磁力小。 强相互作用和弱相互作用都是短程力。
三、结合能
定义：核子结合成原子核放出的能量 或 使原子核分解为单个核子吸收的能量
例如：
1 0
n
11H
12
H
2 1
H
11
H
10
n
注意：不是核子结合成原子核时具有的能量，而是结合时 放出和分开时需要（吸收）的能量。
例题1：一个中子和一个质子可以生成一个中子 中子的质量 =1.6749×10－27Kg 质子的质量 = 1.6726×10－27Kg 氘核的质量 = 3.3436×10－27Kg
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·c2 的单位问题 P82问题与练习 3. m用“u(原子质量单位)” 何为1u？ 1u=1.660566×10-27kg 1uc2=931MeV (表示1u的质量变化相当于931MeV的能量改变)
Hale Waihona Puke 原因分析：核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减少，但核力减少快
理想的质子数 和中子数相等 的稳定原子核
增大到一定程度时，核力较少，不足以 平衡库仑力时，原子核会不稳定。
若增加中子，与其它核子无库仑力，但 有核力，有助于原子核稳定
核力是短程力，若超过其作用范围，增 质子数 加中子，原子核也不稳定，所以原子序
电磁力和万有引力都是长程力，即它们可以作用到无限远的距离， 当然距离越远，力就越小 3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。
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10－18m，作用强度则比电磁力小。 强相互作用和弱相互作用都是短程力。
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P39问题与练习 3.
常用单位:
m用“u(原子质量单位)”
1u=1.660566×10-27kg
ΔE用“uc2”
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.
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．
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：
1 0
n11H
12
H
中子的质量 =1.6749×10－27Kg
质子的质量 = 1.6726×10－27Kg
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。
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
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。
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·c2
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;
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.
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下载本学期其练习:
(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．)
相同
某一数值时 某一数值时
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
n
11H
12
H
2 1
H
11
H
10
n
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．
三、结合能
库仑力
万有
mp 引力
核力 核力
万有 引力
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 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。
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”一些质量),因此质量守恒定律不被破坏.
第四.公式ΔE=Δm·c2 的单位 问题
国际单位: m用“kg” C用“m/s” ΔE用“J”
第五节 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 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。
3.29325 U（原子量为232.0372）衰变为22980Th （原子量为228.0287）时，释放出粒子
（4 2
He的
原
子
量
为4.0026）
。
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。
爱因斯坦质能方程 E=mc2
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。
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。