學(xué)滬科版選修35 5.1核能來自何方 課件（4）（18張）.ppt

原子彈 氫彈 1945年日本遭兩次原子彈轟炸事件 秦山核電站 浙江省嘉興市海鹽縣秦山鎮(zhèn) 太陽上的核聚變反應(yīng) 第5章核能與社會 5 1核能來自何方 原子核的半徑約為10 15m 只相當(dāng)原子半徑的萬分之一 在這么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)子間的庫侖斥力是很大 萬有引力太小 只有庫侖力的10 36 而通常原子核是穩(wěn)定的 于是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉在一起 此力稱為核力 核力 mp mp 庫侖力 庫侖力 萬有引力 萬有引力 核力 核子靠什么力結(jié)合成原子核 核力 組成原子核的核子之間存在著一種特殊的力叫做核力 核力具有怎樣的特點呢 一 核力 2 核力是短程力 約在10 15m量級時起作用 距離大于0 8 10 15m時為引力 距離為10 10 15m時核力幾乎消失 距離小于0 8 10 15m時為斥力 3 核力具有飽和性 核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強的引力 而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用 4 核力具有電荷無關(guān)性 對給定的相對運動狀態(tài) 核力與核子電荷無關(guān) 1 核力是四種相互作用中的強相互作用 強力 的一種表現(xiàn) 由于核子間存在著強大的核力 所以核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時 都伴隨著巨大的能量變化 可見 當(dāng)核子結(jié)合成原子核時要放出一定能量 原子核分解成核子時 要吸收同樣的能量 這個能量叫做原子核的結(jié)合能 二 結(jié)合能 結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成的原子核而具有的能量 而是為把核子分開而需要的能量 比結(jié)合能 結(jié)合能與核子數(shù)之比 稱做為比結(jié)合能 也叫平均結(jié)合能 比結(jié)合能越大 表示原子核中核子結(jié)合得越牢固 原子核越穩(wěn)定 三 結(jié)合能 三 如何計算結(jié)合能 中子的質(zhì)量 1 6749 10 27kg質(zhì)子的質(zhì)量 1 6726 10 27kg中子和質(zhì)子的質(zhì)量和 3 3475 10 27kg氘核的質(zhì)量 3 3436 10 27kg質(zhì)量差 0 0039 10 27kg 例題1 2 質(zhì)量虧損 原子分解為核子時 質(zhì)量增加 核子結(jié)合成原子核時 質(zhì)量減少 原子核的核子的質(zhì)量之和與原子核的質(zhì)量之差 叫做核的質(zhì)量虧損 1 愛因斯坦質(zhì)能方程e mc2式中c是真空中的光速 m是物體的質(zhì)量 e是物體的能量 核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)的質(zhì)量虧損 m 正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量 e m c2 3 有關(guān)問題的理解和注意事項 第一 核反應(yīng)過程中 核子結(jié)合成原子核時 新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量 質(zhì)量虧損 同時以 光子形式釋放核能 原子核分解為核子時 需要吸收一定能量 核子的總質(zhì)量大于原原子核的質(zhì)量 第二 核反應(yīng)過程中 質(zhì)量虧損時 核子個數(shù)不虧損 即質(zhì)量數(shù)守恒 可理解為組成原子核后 核內(nèi)每個核子仿佛 瘦了 一些 第三 質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失 而是減少的質(zhì)量 m以能量形式輻射 動質(zhì)量 因此質(zhì)量守恒定律不被破壞 第四 公式 e m c2的單位問題 常用單位 m用 u 原子質(zhì)量單位 1u 1 660566 10 27kg e用 uc2 1uc2 931 5mev 表示1u的質(zhì)量變化相當(dāng)于931 5mev的能量改變 當(dāng)然 2 19mev的能量的絕對數(shù)量并不算大 但這只是組成1個氘核所放出的能量 如果組成的是6 02 1023個氘核時 放出的能量就十分可觀了 與之相對照的是 使1摩的碳完全燃燒放出的能量為393 5 103j 折合為每個碳原子在完全燃燒時放出的能量只不過4ev 若跟上述核反應(yīng)中每個原子可能放出的能量相比 兩者相差數(shù)十萬倍 第五 核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個數(shù)量級 課堂練習(xí) 1 試證明 1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931 50mev的能量 1u 1 6606 27kg 光速c 2 9979 108m s 1ev 1 6022 10 19j 2 碳原子的質(zhì)量是12 000000u 可以看做是由6個氫原子 質(zhì)量是1 007825