人教版高二物理選修3-519.5 核力與結(jié)合能 課件（30張PPT）

1、 原子核原子核是由質(zhì)子和中子是由質(zhì)子和中子組成組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。核子。 中子不帶電，中子不帶電，質(zhì)子帶正電，質(zhì)子帶正電，因此因此質(zhì)子質(zhì)子間存在著巨大的間存在著巨大的庫(kù)侖斥力庫(kù)侖斥力，那么在原子核那樣狹小的空間里，那么在原子核那樣狹小的空間里，提出問(wèn)題：提出問(wèn)題：m1410猜想：猜想： 質(zhì)子相互間距質(zhì)子相互間距r r的數(shù)量級(jí)為的數(shù)量級(jí)為1010-15-15m m；質(zhì)子質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量m m的數(shù)量級(jí)為的數(shù)量級(jí)為1010-27-27kgkg，質(zhì)子電量，質(zhì)子電量e e的數(shù)的數(shù)量級(jí)為量級(jí)為1010-19-19C C；萬(wàn)有引力常量；萬(wàn)有引力常量G G的數(shù)量級(jí)為的數(shù)量級(jí)為1010

2、-11-11，靜電力常量靜電力常量k k的數(shù)量級(jí)為的數(shù)量級(jí)為10109 9。估算庫(kù)侖力與萬(wàn)有。估算庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力之比？引力之比？萬(wàn)庫(kù)FF解：解：3610 在核子之間一定存在著第三種力，使核子能緊密在核子之間一定存在著第三種力，使核子能緊密的結(jié)合在一起。的結(jié)合在一起。227112199222222)10(1010(10/）GmkerGmrke分析論證：分析論證：結(jié)論：結(jié)論： 再猜想：再猜想： 核力核力； 相距相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬(wàn)有引力而相互接近，運(yùn)動(dòng)很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬(wàn)有引力而相互接近，運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能最后撞在一起，動(dòng)能變成它們速度越來(lái)越大，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能最后撞

3、在一起，動(dòng)能變成它們的內(nèi)能散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代價(jià)失去了一些的內(nèi)能散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代價(jià)失去了一些能量，如果要把它們分開(kāi)，還要重新賦予它們這份能量。能量，如果要把它們分開(kāi)，還要重新賦予它們這份能量。 宏觀模型：微觀模型： 原子核原子核是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要能量，這就是原子核的要能量，這就是原子核的。 要使基態(tài)氫原子電離，也就是要從氫原子中把電子剝離，需要通過(guò)碰撞、施加電場(chǎng)、賦予光子等某種途徑讓它得到13.6eV 的能量。這個(gè)能量實(shí)際上就是電子與氫原子核的結(jié)合能，不過(guò)通常把它叫做氫原子的，而結(jié)合能一詞只

4、用在原子核中。 類比分析： 當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量。這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能。 nHHHHn101121211110 例如：例如： 核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量。這個(gè)能量有多大？我們可能計(jì)算出來(lái)嗎？ 愛(ài)因斯坦從相對(duì)論得出，物體的能量和質(zhì)量之間存在密切聯(lián)系。即：2mcE 物體物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在著具有的能量與它的質(zhì)量之間存在著簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。中子的質(zhì)量中子的質(zhì)量 =1.6749 1027Kg 質(zhì)子的質(zhì)量質(zhì)子的質(zhì)量 = 1.67261027Kg 中子和質(zhì)子的質(zhì)量和中子和質(zhì)子的質(zhì)

5、量和 = 3.34751027Kg 氘核的質(zhì)量氘核的質(zhì)量 = 3.34361027Kg 質(zhì)量差質(zhì)量差 = 0.00391027Kg 112011nHH反應(yīng)方程反應(yīng)方程；。 核子結(jié)合成原子核時(shí)核子結(jié)合成原子核時(shí), ,新核質(zhì)量新核質(zhì)量核子的質(zhì)量核子的質(zhì)量( (質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損),),同同時(shí)以時(shí)以 光子形式光子形式核能核能; ; 原子核分解為核子時(shí)原子核分解為核子時(shí), ,需要需要一定能量一定能量, ,核子的總質(zhì)量核子的總質(zhì)量原原原子核的質(zhì)量。原子核的質(zhì)量。4 4、質(zhì)能方程、質(zhì)能方程E= E= mcmc2 2 常用單位常用單位: : （1 1） m m用用“u(u(原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位)” 1u=

6、1.660566)” 1u=1.6605661010-27-27kg kg （2 2）EE用用“ucuc2 2” 1uc” 1uc2 2=931MeV=931MeV（931931兆電子伏）兆電子伏） ( (表示表示1u 1u 的質(zhì)量變化相當(dāng)于的質(zhì)量變化相當(dāng)于931MeV931MeV的能量改變的能量改變) ) 當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出放出一定能量；原子核分一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要解成核子時(shí)，要吸收吸收同樣的能量。這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能。同樣的能量。這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能。結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比結(jié)合能，比結(jié)合能，也叫也叫平平均結(jié)合能均結(jié)合能。=n合能核子2Emc2mcE m m用用“u(u(原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位)” 1u=1.660566)” 1u=1.6605661010-27-27kg kg EE用用“ucuc2 2” 1uc” 1uc2 2=931MeV=931MeV（931931兆電子伏）兆電子伏） ( (表示表示1u 1u 的質(zhì)量變化相當(dāng)于的質(zhì)量變化相當(dāng)于931MeV931MeV的能量改變