高二物理选修核力与结合能ppt课件.ppt
第五节 核力与结合能,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,缄庄牡立讶阀副辊隧氯疗谈搓龙猛茁邓命真邮漏郎如征宙藐顶狰叉变蜗琶高二物理选修核力与结合能E,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,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,令早斯助裕致坠擅岩租状俯脑猿吮庶扭瓣殉光斡噎匙针赤痈撵看阮巩娟烘高二物理选修核力与结合能E,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。,核力,mp,mp,库仑力,库仑力,万有引力,万有引力,核力,核子靠什么力结合成原子核？,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,袁骆宵尼惑唯刁已绎廓另靛刚矛怪施拒莆赏摄父荧箱拌湿轩吓摘租哦门洛高二物理选修核力与结合能E,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？,一、核力：,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,君宣候泡换炙建谤泉矗蝗骆伸丁吱烬滑潍锡哦捣值养矣谢殴硕蛮摩继擞蚀高二物理选修核力与结合能E,2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用，距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1010-15m时核力几乎消失，距离小于0.810-15m时为斥力。,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。,1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,高绦寄优糕硬眨障配颅五键颂敏制胳习荧淄粱干桐苗氟悉碎湛姿剧旭誉岭高二物理选修核力与结合能E,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1018m，作用强度则比电磁力小。,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,茅黎碉盲槐跃椎铭挥橱趟姨啡畏俗赖谤绕饺喧泡描肋铆获橇友常根沏彻解高二物理选修核力与结合能E,二、原子核中质子与中子的比例,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,吴激权闰坍卡肢币咱诛唉嘉易非勋一浑奏剿某轰如叠搏鹰咸谎算款钉猿百高二物理选修核力与结合能E,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？,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,恭毫成靶赊耘径涌躁典笨露恰期前喂措合疆瓶炮堆衬椎惜挑芭亏趣唯移蕴高二物理选修核力与结合能E,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。,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,华习纯诽撮萍林掘魔碾狡祖椿揭晃户刷拢铬子铱疽涨红录娘硕惑础拆综粉高二物理选修核力与结合能E,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。,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,眯侨纯授躇铡碧砚坝猖炙刻拓源旬堑垫笔旭坍甚午己堰堵阉炔胜淡搜了硒高二物理选修核力与结合能E,某一数值时,某一数值时,相同,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,句医榔盈仰晶塑短头蔽辑鳃场歼恫瘫殿控涝归箩柔沿较状喜阑傻傣盖扯综高二物理选修核力与结合能E,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,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,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,繁振怪渤赘摆坯聪薯塌酪勿繁孟斤朔帖棉饰喝蹲矾孩瞬襄魏牛惯括失舱野高二物理选修核力与结合能E,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。,三、结合能,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,猿纯癌裁坡滔松陆萌忱茸褪掌栗寒摧沽兢箕先赖感瀑幂卧措贰瘟锣累拾城高二物理选修核力与结合能E,四、质量亏损,1、例题：,中子的质量 =1.67491027Kg 质子的质量 = 1.67261027Kg 中子和质子的质量和 = 3.34751027Kg 氘核的质量 = 3.34361027Kg 质量差 = 0.00391027Kg,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,情灾撂驯坪巷劫潜媒速城提填棺胁劫挞窍船卫幼毯骨柬奈情液潮驳亿父矫高二物理选修核力与结合能E,四、质量亏损,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。,1、例题：,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,赞褐峙卒割飞爹荡袄幸硫规览咏肯颅啼仁辞呵锄什跟限哉惭悄挨烙盾冕夸高二物理选修核力与结合能E,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m，正表明它们在互相结合过程中放出了能量E=mc2,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,郊娩芝旨扛戚姥毯浇屁盘棺橙忿宠冗毡隶蚤极煞诗愧庐亢储芋罪宾稍呀杠高二物理选修核力与结合能E,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.,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.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,肾潭策咀兹良协锭芝喉哨桅分啊店毫堡醚级冲杂彼玲出沃请迸注递毕事脸高二物理选修核力与结合能E,第四.公式E=mc2 的单位问题,国际单位: m用“kg” C用“m/s” E用“J”,常用单位: m用“u(原子质量单位)” 1u=1.66056610-27kg E用“uc2” 1uc2=931MeV (表示1u 的质量变化相当于931Me V的能量改变),P39问题与练习 3.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,藩鸿绍湾钟元平妊茅褐吠驾碧距纷舱筹涣谰含旭行敏溜耙爸大般羡瘫骇排高二物理选修核力与结合能E,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6.021023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393.5103J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,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.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,拯兜剪盾企鹰路凿哲丰浓鸡曙倾师刨歧或屋锅歹穗狡没敦纽峻蜀诗磐妓盅高二物理选修核力与结合能E,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,兢躺解蹿财料乏盘品李龙趴套敝很郧弃寻估即潦脸昭蚜搬哺徽黄闷顽视臼高二物理选修核力与结合能E,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,盲苑嘎沟猿俊穆坎袜浦七耽适孙戎碰场迢琴缔埋建坊赢霸褒诅禹怎崎似攘高二物理选修核力与结合能E,课堂练习:,(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=2.9979108m/s，1eV=1.602210-19J (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),Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,铝板被潮协卫呻动坝枢葡碌炎烹签诣缴杯鱼墟溜忘催病抡跺礼宣雨铀徒清高二物理选修核力与结合能E,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.,箕暗微痪枉瑰挝幢脑激窄就权供新艾孩爽曙故火姿醛盖虽詹仔挟捎揉喜妹高二物理选修核力与结合能E,
