高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核3 核力与结合能优质ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核3 核力与结合能优质ppt课件，共21页。PPT课件主要包含了万有引力，四种相互作用，宏观模型人造卫星，微观模型基态氢原子，原子核分解为核子呢，结合能，比结合能，反映了原子核的稳定性，质量亏损，爱因斯坦等内容，欢迎下载使用。

思考：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么能够挤在一起而不散开？
质子间距数量级为10-15m；质子质量数量级为10-27kg；质子电量数量级为10-19kg；万有引力常量数量级为10-11；静电力常量数量级109。 请计算库仑力与万有引力比值
物理学家发现：有第三种力存在，是这种力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。
库仑力 万有引力 核力
使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核的力
1.核力是一种强相互作用。在原子核尺度内，核力比库仑力大得 多（比库仑力强137倍）。
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； 距离小于0.8×10-15m时为斥力， 因此核子不会融合在一起； 距离为10×10-15m时核力几乎消失。
3. 核力具有饱和性，即每个核子 只跟相邻的核子产生核力作用。
4. 核力与电荷无关，它存在于质子、质子 间,中子、中子间，质子、中子间。
电荷间、电流间、磁体间
组成原子核的核子之间
距离增大时，急剧减小
距离增大时，急剧减小，比强相互作用小得多
引起原子核β衰变的原因
结合：释放能量；分解：吸收能量
核子结合成原子核是释放能量还是吸收能量？
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。
例：用γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子，从实验知道，只有当光子能量等于或者大于2.19MeV时，这个反应才会发生。相反的过程是一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.19MeV的能量，这个能量以γ光子的形式辐射出去
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是核子结合成原子核时所放出的能量， 或是把核子分开时所需要的能量。
结合能越大，原子核是不是越难被拆开？结合能大小能反映原子核的稳定程度吗？
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。
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．
已知中子的质量mn 为 1.6749×10-27 kg，质子的质量mp 为 1.6726 ×10-27 kg，氘核的质量mD 为 3.3436×10-27 kg。
物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：
核子在结合成原子核时要放出能量，出现质量亏损，大小为：
物体质量，随着能量的变化，会发生变化。
爱因斯坦质能方程：E＝mc2 （ΔE＝Δmc2）
已知中子的质量mn 为 1.6749×10-27 kg，质子的质量mp 为 1.6726 ×10-27 kg，氘核的质量mD 为 3.3436×10-27 kg，求氘核的比结合能。
解: 单个的质子与中子的质量之和为mp ＋ mn ＝（1.672 6 ＋ 1.674 9）×10-27 kg ＝ 3.347 5×10-27 kg
Δm ＝（mp ＋ mn）－mD ＝（3.347 5 － 3.343 6）×10-27 kg ＝ 3.90×10-30 kg
Δ E ＝ Δ mc 2 ＝ 3.90 × 10 - 30 ×（ 3.00 × 10 8 ） 2 J ＝ 3.51 × 10 - 13 J
1 eV ＝ 1.60 × 10 - 19 J
Δ E ＝ 2.19 × 10 6 eV ＝ 2.19 MeV
氘核的比结合能为 2.19/2MeV=1.10 MeV
1、有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？2、质量亏损是不是这部分质量消失了或转变为能量了呢？3、爱因斯坦质能方程中说明质量和能量可以相互转化吗？
不同原子核的比结合能是不一样的，下图是按照实际测量结果画的图线。可以看出，中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
你能看出比结合能与质量数的关系吗？
1、(多选)对结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是(　　)A．核子结合为原子核时，一定释放能量B．核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越稳定
2、下列说法中，正确的是(　　)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．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量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，系统的总能量和总质量并不守恒
3、(2017·江苏单科)(多选)原子核的比结合能曲线如图1所示。根据该曲线，下列判断正确的有(　　)