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1、关于原子核的结合能(2)第1页，讲稿共25张，创作于星期日3 3-4 -4 原子核的原子核的结合能结合能第2页，讲稿共25张，创作于星期日核能核能-能源中的后起之秀能源中的后起之秀第3页，讲稿共25张，创作于星期日你了解核能吗？你了解核能吗？第4页，讲稿共25张，创作于星期日中子质子氘核2.2MeV（）?一、一、原子核的原子核的结合能结合能第5页，讲稿共25张，创作于星期日1 1、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？2 2、请你能运用功能关系，解释结合能的产生原因？、请你能运用功能关系，解释结合能的产生原因？一、一、原子核的原子核的结合
2、能结合能第6页，讲稿共25张，创作于星期日当光子能量等于或大当光子能量等于或大于于2.22MeV时，这个时，这个反应才会发生反应才会发生 一个质子和一个中子一个质子和一个中子结合成氘核，要放出结合成氘核，要放出2.22MeV的能量的能量 结合能：结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的能量或是将原子核拆散成单个核子需要吸收的能量或是将分将分散的核子结合成原子核所放出的能量散的核子结合成原子核所放出的能量一、一、原子核的原子核的结合能结合能每个碳原子燃烧放出每个碳原子燃烧放出每个碳原子燃烧放出每个碳原子燃烧放出4ev4ev4ev4ev第7页，讲稿共25张，创作于星期日爱因斯坦爱因斯坦物体的能量和
3、质量之间物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们存在密切的联系，他们的关系是：的关系是：核子在结合成原子核时核子在结合成原子核时出现出现质量亏损质量亏损，要放出，要放出能量，大小为：能量，大小为：质质能能方方程程二、二、原子核原子核结合能的计算结合能的计算第8页，讲稿共25张，创作于星期日反应前质量反应前质量/kg反应后质量反应后质量/kgmn1.67491027m氘氘3.34361027mp1.67261027总质量总质量总质量总质量3.343610273.3475 1027 在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子在物理上，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，
4、这两者的差额叫做独自存在时的总质量，这两者的差额叫做质量亏损质量亏损 二、二、原子核原子核结合能的计算结合能的计算第9页，讲稿共25张，创作于星期日反应前质量反应前质量/kg反应后质量反应后质量/kgmn1.67491027m氘氘3.34361027mp1.67261027总质量总质量总质量总质量3.343610273.3475 1027理论值：理论值：m=(mn+mp-m氘）=0.0039 1027kg试验值：试验值：2.22Mev二、二、原子核原子核结合能的计算结合能的计算第10页，讲稿共25张，创作于星期日计算结合能时，先计算计算结合能时，先计算质量亏损质量亏损m m，在带入质，在带入质
5、能方程求出结合能能方程求出结合能计算任意核反应中释放的计算任意核反应中释放的核能，先计算质量亏损核能，先计算质量亏损m m，在带入质能方程求出核，在带入质能方程求出核能。能。核能核能质量亏损质量亏损二、二、原子核原子核结合能的计算结合能的计算第11页，讲稿共25张，创作于星期日12有关有关质量亏损时质量亏损时问题的理解和注意事项问题的理解和注意事项第一第一.核反应过程中核反应过程中,质量亏损时质量亏损时,核子个数不亏损核子个数不亏损(即质量即质量数守恒数守恒),),可理解为组成原子核后可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛核内每个核子仿佛“瘦了瘦了”一些一些.第二第二.质量亏损并非质量消失质量
6、亏损并非质量消失,而是减少的质量而是减少的质量 m m以能量形以能量形式辐射式辐射(动质量动质量),),因此质量守恒定律不被破坏因此质量守恒定律不被破坏.第12页，讲稿共25张，创作于星期日练习练习1 1：原子质量单位：原子质量单位1u=1.6606-1u=1.6606-2727kgkg。试证明，。试证明，1 1原子原子质量单位质量单位u u相当于相当于931.50 MeV931.50 MeV的能量光速的能量光速c=310c=3108 8m/sm/s，1eV=1.6022101eV=1.602210-19-19J J 练习练习2 2：已知已知1 1个质子的质量个质子的质量m mp p=1.00
7、7 277u=1.007 277u，1 1个中子的质个中子的质量量mn n=1.008 665u.=1.008 665u.氦核的质量为氦核的质量为4.001 509 u.4.001 509 u.由上述数由上述数值，计算值，计算2 2个质子和个质子和2 2个中子结合成氦核时释放的能量。个中子结合成氦核时释放的能量。932.80 MeV932.80 MeV28.30 MeV28.30 MeV第13页，讲稿共25张，创作于星期日结合能越大原子核是不是越难被拆散？结合能越大原子核是不是越难被拆散？即结合能的即结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？大小能不能反映原子核的稳定程度？U-235Li-6 不
8、同的核结合能不同，如何才能反不同的核结合能不同，如何才能反 映原子核的稳定程度？映原子核的稳定程度？【讨论与交流讨论与交流】第14页，讲稿共25张，创作于星期日1.概念：概念：原子核的结合能与核子数之比原子核的结合能与核子数之比2.理解：理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释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。时，外界必须提供给每个核子的平均能量。比结合能比结合能结合能结合能核子数核子数=3.意义：意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结它反映了一个原子核稳定程度。平均
9、结合能越大，核越稳定。合能越大，核越稳定。三、比结合能（平均结合能）三、比结合能（平均结合能）第15页，讲稿共25张，创作于星期日比结合能曲线比结合能曲线a.中间大、两端小。中间大、两端小。b.b.中等质量的核最稳定。中等质量的核最稳定。第16页，讲稿共25张，创作于星期日1 1、两个氘核发生核反应变成氦核是吸收还是放出能量？、两个氘核发生核反应变成氦核是吸收还是放出能量？2 2、一个重核可以分裂为中等质量的核是吸收还是放出能量？、一个重核可以分裂为中等质量的核是吸收还是放出能量？第17页，讲稿共25张，创作于星期日1.概念：概念：原子核的结合能与核子数之比原子核的结合能与核子数之比3.意义：
10、意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。核越稳定。4.规律：规律：较轻核和较重核的核子平均结合能较小较轻核和较重核的核子平均结合能较小,稳定性较差稳定性较差;中等质量核的核子平均结合能较大，稳定性较好。中等质量核的核子平均结合能较大，稳定性较好。2.理解：理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，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。核子的平均能量。比结合能比结合能结合能结合能核子数核子数=
11、三、比结合能（平均结合能）三、比结合能（平均结合能）第18页，讲稿共25张，创作于星期日19轻核结合成中等质量的核要放能，这个过程叫聚变轻核结合成中等质量的核要放能，这个过程叫聚变重核分解成中等质量的核要放能，这个过程叫裂变重核分解成中等质量的核要放能，这个过程叫裂变第19页，讲稿共25张，创作于星期日 目标检测目标检测1、一下关于核力的说法正确的是、一下关于核力的说法正确的是 （）A、核力存在于任何核子之间、核力存在于任何核子之间B、核力只存在于相邻的核子之间、核力只存在于相邻的核子之间C、核力与万有引力性质相同、核力与万有引力性质相同D、核力是一种短程的强作用力、核力是一种短程的强作用力B
12、、D考查点：核力的性质考查点：核力的性质第20页，讲稿共25张，创作于星期日 目标检测目标检测2、联合国将、联合国将2005年定为年定为“国际物理年国际物理年”，以纪念爱，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献。对于爱因斯坦提出的因斯坦对物理学的巨大贡献。对于爱因斯坦提出的质能方程质能方程E=mc2，下列说法中正确的是（，下列说法中正确的是（)A、E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比表明物体具有的能量与其质量成正比B、E=mc2中的中的E表示发生核反应过程中释放的核能表示发生核反应过程中释放的核能C、根据根据E=mc2 可以计算核反应中释放的核能可以计算核反应中释放的核能D、E=mc2 表示发
13、生的质量亏损表示发生的质量亏损 m转变成为转变成为能量能量 E释放出来释放出来A、C第21页，讲稿共25张，创作于星期日3、当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，、当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，设氘核的质量为设氘核的质量为m1，氚核的质量为，氚核的质量为m2，氦核的质，氦核的质量为量为m3,中子的质量为中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量则反应过程中释放的能量为：为：（）目标检测目标检测A、C、D、B、C核反应方程为：核反应方程为：第22页，讲稿共25张，创作于星期日 目标检测（拓展）目标检测（拓展）4、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同、一个质子和一个中子聚变结合成一个
14、氘核，同时辐射一个时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为分别为m m1 1、m m2 2、m m3 3，普朗克常数为，普朗克常数为h h，真空中的光速，真空中的光速为为c c，下列说法正确的是，下列说法正确的是（）A A、核反应方程是、核反应方程是D、光子的波长光子的波长C、辐射出的、辐射出的光子的能量光子的能量 E=（m3-m1-m2)c2B、聚变反应中的质量亏损、聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3B第23页，讲稿共25张，创作于星期日 目标检测（拓展）目标检测（拓展）5、已知原子核、已知原子核21084Po的质量为的质量为209.98287u，原子核原子核20682Pb的质量为的质量为205.97446u，粒子的粒子的质量为质量为4.00260u，静止的核，静止的核Po在衰变中放出在衰变中放出粒子后变成核粒子后变成核Pb，求：，求：（1）衰变过程中的质量亏损；）衰变过程中的质量亏损；（2）衰变过程中释放的能量；）衰变过程中释放的能量；（3）衰变后的瞬间，）衰变后的瞬间，粒子和粒子和Pb的动能之比。的动能之比。第24页，讲稿共25张，创作于星期日感谢大家观看第25页，讲稿共25张，创作于星期日