九年級(jí)物理全一冊(cè)人教版課件第22章 第二節(jié) 核能

1、核能,教學(xué)目標(biāo),了解原子、原子核的結(jié)構(gòu)；,知道核能的優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題，了解我國(guó)和世界核能利用新進(jìn)展；,了解核裂變、核聚變。,教學(xué)重點(diǎn),教學(xué)難點(diǎn),核能的由來及其優(yōu)點(diǎn)和可能帶來的問題。,裂變和聚變。,原子核帶正電，電子帶負(fù)電，且電子繞原子核做高速運(yùn)動(dòng)。且原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子所帶負(fù)電荷數(shù)相等，所以整個(gè)原子呈電中性。,原子,電子,原子核,原子結(jié)構(gòu),原子核半徑小于原子半徑的萬分之一,體積占原子體積的萬億分之一。,如同螞蟻,與大型體育場(chǎng)的關(guān)系,原子結(jié)構(gòu),以水分子為例：它由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子組成。,原子結(jié)構(gòu),H O分子,氫原子,原子由原子核和核外電子組成。,原子結(jié)構(gòu),原子核有一個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子帶

2、正電荷，核外電子帶負(fù)電荷。二者電荷量相同。,氫原子由原子核和一個(gè)核外電子組成。,氧原子由原子核和八個(gè)核外電子組成。,原子核有八個(gè)質(zhì)子和八個(gè)中子，由于中子不帶電，所以正負(fù)電荷量仍然相同。,原子結(jié)構(gòu),氫原子能有中子嗎？,氧原子有中子,原子結(jié)構(gòu),它們都是氫原子， 只有中子數(shù)不同。,氫原子家族三兄弟,1質(zhì)子0中子,1質(zhì)子1中子,1質(zhì)子2中子,氕,氘,氚,核能,質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。,質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時(shí)，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。,獲取核能方式有兩種：即裂變和聚變。,當(dāng)原子核發(fā)生聚變或者是裂變時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)

3、量減少，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程 E= mc，減少的質(zhì)量會(huì)轉(zhuǎn)化為能量，因此發(fā)生聚變和裂變時(shí)釋放出巨大的能量。,核能,科學(xué)家用中子轟擊鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。 1 kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2 000 t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。,裂變,1千克,200輛,發(fā)生裂變的條件：用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。,裂變,停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？,將火柴搭成如圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會(huì)發(fā)生什么？,裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鏈?zhǔn)椒磻?yīng),裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置叫核反應(yīng)堆。,核反應(yīng)堆,防止射線輻射出去,水泥防護(hù)層,插入深一些，吸收中子多，反應(yīng)速度

4、變慢 插入淺一些，吸收中子少，反應(yīng)速度加快,控制棒鎘棒,吸收中子能力很強(qiáng)，用以控制反應(yīng)速度,燃料棒鈾棒,由濃縮鈾（鈾235占3%4%）制成，放核能,慢化劑,附在鈾棒周圍；用石墨、重水或普通水，使裂變產(chǎn)生的中子減速，以便鈾235的吸收,在電站工作過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？,核電站利用核反應(yīng)堆進(jìn)行發(fā)電,核能,內(nèi)能,機(jī)械能,電能,大亞灣 核電站,全世界建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。,浙江嘉興杭州灣 秦山核電站,核動(dòng)力艦艇,北京號(hào)巡洋艦,003型航母,“漢”級(jí)(091型) 攻擊型潛艇,原子彈,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。進(jìn)而產(chǎn)生毀滅性

5、的破壞力。,將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會(huì)釋放出巨大的核能。,核能,氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個(gè)中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。,發(fā)生條件,也叫熱核反應(yīng),聚變,氘,氚,氦核,能量,中子,根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。,氫彈,自然界中，太陽(yáng)內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬度以上，在那里就進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng).太陽(yáng)輻射出的光和熱，正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來的.可以說，地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量。,自然界中的核聚變,可惜人們現(xiàn)在還不能像控制裂變那樣控制聚變。,海水中蘊(yùn)藏著豐富的氘核，科學(xué)家預(yù)言，通過可控聚變來利用核能，將有望徹底解決人類能源問題。,這個(gè)問題

6、由誰(shuí)來解決呢？,會(huì)是你嗎？,聚變,核能分成幾種？,核能有什么應(yīng)用？,核能屬于可再生還是不可再生能源？,核能,1、原子、原子核、電子、中子、質(zhì)子，它們之間有什么關(guān)系？哪些是不帶電的？哪些是帶電的？帶的是哪種電？,課本練習(xí),課本練習(xí),2、原子和原子核的尺寸究竟有多大？研究表明，若把它們都看成一個(gè)球體，原子半徑的數(shù)量級(jí)為10 m，原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10 m. 打個(gè)比方，如果原子的大小跟北京奧運(yùn)會(huì)鳥巢體育場(chǎng)一樣大，那么原子核該有多大？是相當(dāng)于籃球、壘球、乒乓球？或者是蠶豆、還是綠豆？,3、核反應(yīng)堆和原子彈都是釋放核能的裝置，它們釋放核能的過程有什么相同？有什么不同？,課本練習(xí),課本練習(xí),4、什么是原子核的聚變？人類關(guān)于核聚變的應(yīng)用已經(jīng)取得的成就是什么，還有什么問題急需解決？,5、以下是核電站工作情況的方框圖，請(qǐng)?jiān)诳瞻椎姆娇騼?nèi)填寫裝置的種類，并在下面的括弧內(nèi)填寫這種裝置中發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化,課本練習(xí),核反應(yīng)堆,（核能轉(zhuǎn)化為蒸氣的內(nèi)能）,機(jī),機(jī),輸電線輸出電能,（ ）,（ ）,獲取核