高二物理選修3-5-原子核全章-1

高二物理(wùlǐ)選修3-5-原子核全章-1第一頁，共102頁。人們通過什么(shénme)現象或實驗發(fā)現原子核是由更小的微粒構成的？人們認識原子核的結構(jiégòu)就是從天然放射性開始的。第二頁，共102頁。1896年，法國物理學家貝克勒爾發(fā)現，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質發(fā)射射線的性質稱為放射性．具有發(fā)射性的元素稱為放射性元素．元素這種自發(fā)的放出射線的現象叫做天然(tiānrán)放射現象．一、天然(tiānrán)放射現象第三頁，共102頁。放射性不是少數幾種元素才有的，研究發(fā)現，原子序數大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出(fànɡchū)射線，原子序數小于83的元素，有的也具有放射性．放大(fàngdà)了1000倍的鈾礦石天然放射現象第四頁，共102頁。在放射性現象中放出的射線是什么東西呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質以外，還有些什么性質呢？這些(zhèxiē)射線帶不帶電呢？二、射線到底(dàodǐ)是什么第五頁，共102頁。天然放射現象射線射線射線電離能力貫穿能力速度成分氦原子核高速(ɡāosù)電子流高能量電磁波1/10光速(ɡuānɡsù)接近(jiējìn)光速光速弱較強很強很容易較弱更小閱讀課文填寫表格：第六頁，共102頁。放射型物質發(fā)出(fāchū)的射線有三種：天然放射現象第七頁，共102頁。三種(sānzhǒnɡ)射線α射線(shèxiàn)β射線(shèxiàn)γ射線(shèxiàn)第八頁，共102頁。α射線(shèxiàn)α粒子就是氦原子核.由于α粒子的質量較大，所以α射線的穿透本領(běnlǐng)最小，我們用一張厚紙就能把它擋住.第九頁，共102頁。β射線(shèxiàn)β粒子就是電子.β射線(shèxiàn)的穿透本領較強，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板.第十頁，共102頁。γ射線(shèxiàn)中間不發(fā)生偏轉的那束射線叫做γ射線，研究說明，γ射線的實質(shízhì)是一種波長極短的電磁波，它不帶電，是中性的.γ射線的穿透本領極強，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚的鉛板.第十一頁，共102頁。三、原子核的組成(zǔchénɡ)放射性現象中放出(fànɡchū)的三種射線都是從放射性元素的原子核內釋放出(fànɡchū)來的，這說明原子核也有內部結構.原子核內究竟還有什么結構？原子核又是由什么粒子組成的呢？第十二頁，共102頁。質子(zhìzǐ)的發(fā)現1919年，盧瑟福用α粒子(lìzǐ)轟擊氮核，得到了質子。經過研究證明，質子帶正電荷，其電量和一個電子的電量相同，它的質量等于一個電子質量的1836倍.進一步研究說明，質子的性質和氫原子核的性質完全相同，所以質子就是氫原子核.第十三頁，共102頁。同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質子。------質子是原子核的組成(zǔchénɡ)局部。原子核是否只是由質子(zhìzǐ)組成呢？核的質量質子質量核的電量質子電量？盧瑟福進而猜測原子核內存在不帶電的中子(zhōngzǐ)，這一猜測被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認．核的質量質子質量核的電量質子電量>第十四頁，共102頁。中子(zhōngzǐ)的發(fā)現1932年英國(yīnɡɡuó)物理學家查德威克又發(fā)現了中子，通過研究證明中子的質量和質子的質量根本相同，但是不帶電.是中性粒子.在對各種原子核進行的實驗中，發(fā)現質子和電子是組成原子核的兩種根本粒子.第十五頁，共102頁。原子核的表示(biǎoshì):X表示(biǎoshì)

元素符號Z表示(biǎoshì)

質子數A表示

質量數第十六頁，共102頁。如質子數相同(xiānɡtónɡ)，中子數不同，〔質量數當然不同〕，那么互為同位素。第十七頁，共102頁。原子核的組成(zǔchénɡ)中子(zhōngzǐ)質子(zhìzǐ)統(tǒng)稱核子

U

He

H

114223592X

AZ〔核〕電荷數質量數原子核的組成10－15m元素符號第十八頁，共102頁。質子(zhìzǐ)中子(zhōngzǐ)核子(hézǐ)質子數核外電荷數原子序數質量數核子數中子+質子同位素12第十九頁，共102頁。原子核的組成(zǔchénɡ)氫原子核(H)最簡單，它就是一個質子，核外有一個電子(diànzǐ)繞著它轉；氦原子核(He)是由2個質子和2個中子組成的，核外有2個電子(diànzǐ)繞著它轉；鋰原子核(Li)是由3個質子和4個中子組成的，核外有3個電子(diànzǐ)分兩層繞著它轉；鈹原子核(Be)由4個質子和5個中子組成，核外有4個電子(diànzǐ)分兩層繞著它轉；……第二十頁，共102頁。原子核的組成(zǔchénɡ)各種原子核內質子的個數〔核的電荷(diànhè)數〕和核外電子的個數都相同，它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數；原子核內質子和中子的總數叫做核的質量數，它等于該元素原子量的整數局部.在某種核反響中，一個中子變成一個電子和一個質子.這就是原子核內沒有電子，又會放出電子，產生β射線的原因.第二十一頁，共102頁。氘和氚是氫的同位素，關于氫、氘、氚的原子，以下說法哪個正確？〔1〕具有(jùyǒu)相同的質子數、相同的中子數、相同的電子數；〔2〕具有(jùyǒu)不同的質子數、相同的中子數、相同的電子數；〔3〕具有(jùyǒu)相同的質子數、不同的中子數、相同的電子數；〔4〕具有(jùyǒu)相同的質子數、相同的中子數、不同的電子數．第二十二頁，共102頁。第二節(jié)第二十三頁，共102頁。第二十四頁，共102頁。天然放射性元素(yuánsù)：能夠自發(fā)地放出射線的元素(yuánsù)。原子序數大于83的所有元素(yuánsù)，都具有放射性；原子序數小于83的元素(yuánsù)，有的也具有放射性。第二十五頁，共102頁。鉛盒放射源照相底片帶正電(zhèngdiàn)不帶電(dàidiàn)帶負電(fùdiàn)第二十六頁，共102頁。

γ氦核流電子流高頻電磁波（光子流）+2e-e不帶電

最強

較強

最弱最弱較強最強三種(sānzhǒnɡ)射線性質

0.1c

0.9c

c第二十七頁，共102頁。第二十八頁，共102頁。原子核的組成(zǔchénɡ)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核時，發(fā)現(fāxiàn)了質子。盧瑟福（1871~1937）核反應方程式?ＴＡ：放射性物質Ｃ：容器Ｔ：閥門Ｆ：鋁箔Ｓ：熒光屏Ｍ：顯微鏡ＴＣＳＭ氮氣Ｎ２FA質子(zhìzǐ)的發(fā)現第一次實現原子核的人工轉變第二十九頁，共102頁。查得威克（1856~1940）釙Ｐo鈹Ｂｅ石蠟不可見粒子不可見粒子不可見(kějiàn)粒子質子質子質子α粒子(lìzǐ)α粒子轟擊鈹產生(chǎnshēng)的不可見粒子是什么？中子的發(fā)現核反應方程式?第三十頁，共102頁。第三十一頁，共102頁。1．定義：我們(wǒmen)把一種元素經放射過程變成另一種元素的現象，稱為原子核的衰變。放射線是怎樣(zěnyàng)產生的？一、原子核的衰變(shuāibiàn)放出α射線的衰變叫α衰變放出β射線的衰變叫β衰變放出γ射線的衰變叫γ衰變

γ衰變伴隨著α衰變或β衰變。第三十二頁，共102頁。2．衰變(shuāibiàn)方程α衰變(shuāibiàn)β衰變(shuāibiàn)衰變規(guī)律：質量數和電荷數守恒第三十三頁，共102頁。二、核反響(fǎnxiǎng)方程盧瑟福用α粒子轟擊(hōngjī)氮核發(fā)現質子查得威克α粒子(lìzǐ)轟擊鈹核發(fā)現中子核反響規(guī)律：1．質量數和電荷數守恒2．能量守恒第三十四頁，共102頁。2個衰期3個衰期1個衰期三、第三十五頁，共102頁。例1．以下核反響方程(fāngchéng)中正確的選項是〔〕B第三十六頁，共102頁。例2．α粒子轟擊硼10生成氮13和X粒子；氮13具有(jùyǒu)放射性，放出Y粒子并生成碳13，那么X粒子和Y粒子分別是A．質子和中子B．質子和電子C．中子和電子D．中子和正電子Ｄ寫出核反響(fǎnxiǎng)方程第三十七頁，共102頁。例3．〔2007上海卷〕衰變?yōu)橐涍^(jīngguò)m次衰變和n次衰變，那么m，n分別為

〔A〕2，4 〔B〕4，2 〔C〕4，6〔D〕16，6B第三十八頁，共102頁。例4．以下說法正確的選項是〔〕A.α射線與γ射線都是電磁波B.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流用加溫、加壓或改變(gǎibiàn)其化學狀態(tài)的方法都不能改變(gǎibiàn)原子核衰變的半衰期D.原子核經過衰變生成新核，那么新核的質量總等于原核的質量C第三十九頁，共102頁。課堂(kètáng)練習題1.關于α射線,β射線,γ射線,以下說法正確的選項是:A．α射線是十分之一光速的氦核,不帶電Ｂ．β射線是高速電子流,穿透能力最強Ｃ．γ射線是α衰變或β衰變產生的新核輻射出來的Ｄ．γ射線是波長極短的電磁波,電離作用最弱2.鉍210半衰期是5天,100克的鉍210經過15天后(tiānhòu),發(fā)生了衰變的有

ＣＤＤ第四十頁，共102頁。3.關于放射元素放出α、β、γ三種射線的說法中正確的選項是〔〕

A.原子核每放出一個α粒子，就減少兩個質子和兩個中子(zhōngzǐ)。

B.原子核每放出一個β粒子，就增加一個質子，減少一個中子(zhōngzǐ)。

C.原子核每放出一個β粒子，就增加一個中子(zhōngzǐ)，減少一個質子。

D.原子核在放出α射線、β射線的同時，常伴隨著放出γ射線。答案(dáàn)ABD第四十一頁，共102頁。課堂(kètáng)練習題4．α粒子轟擊硼10生成氮13和X粒子；氮13具有放射性，放出Y粒子并生成碳13，那么X粒子和Y粒子分別是A．質子(zhìzǐ)和中子B．質子(zhìzǐ)和電子C．中子和電子D．中子和正電子Ｄ第四十二頁，共102頁。5．礦石中含有(hányǒu)A，B兩種放射性元素，A元素的半衰期為10天。B元素的半衰期為30天，經過60天后，兩種放射性元素的質量恰好相等，那么礦石中A，B兩種元素原來的質量之比是A．16：1B．8：1C．4：1D．2：1Ａ第四十三頁，共102頁。7．某原子核的衰變(shuāibiàn)過程如下〔符號表示放射一個粒子，表示放射一個粒子〕：ABC那么可知()A.核A的中子數減核C的中子數等于2B.核A的質量數減核C的質量數等于5C.原子核為A的中性原子中的電子數比原子核為B的中性原子的電子數多1D.核C的質子數比核A的質子數少1D第四十四頁，共102頁。放射性同位素第四十五頁，共102頁。同位素與放射性同位素具有相同的質子數和不同的中子數的原子互稱同位素．具有放射性的同位素叫做放射性同位素天然放射性同位素只不過40幾種，而今天人工制造的放射性同位素已達1000多種，每種元素(yuánsù)都有了放射性同位素．放射性同位素在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學研究的許多方面得到了廣泛的應用．第四十六頁，共102頁。正電子的發(fā)現(fāxiàn)約里奧·居里伊麗芙·居里第四十七頁，共102頁。放射性同位素的應用(yìngyòng)利用(lìyòng)它的射線做為示蹤原子(shìzōnɡyuánzǐ)γ射線探傷、消除靜電、食物保鮮、培育新品種、消毒滅菌、放射療法檢查輸油管道漏油、作物施肥、藥物劑量、生物科學〔牛胰島素〕第四十八頁，共102頁。核力(hélì)與結合能第四十九頁，共102頁。核力(hélì)及其性質核力使核子結合在一起的強相互作用（引力）核子以什么力結合成原子核中子質子核力存在于質子之間、中子之間及中子與質子之間，即核子之間。核力是只在2.0×10－15米距離內起作用(zuòyòng)的短程強相互作用(zuòyòng)力。由于核子的大小約為0.8×10－15米，故只有相鄰的核子之間才有核力作用(zuòyòng)。核力的本質仍在研究中。原子核示意圖第五十頁，共102頁。重核和輕核排在元素周期表比較靠后的元素對應的原子核叫重核；排在比較靠前的叫輕核。排在83號鉍之后的原子核都不穩(wěn)定，它們自動分解或衰變成更輕的原子核；排在92號元素鈾之后的原子核十分(shífēn)不穩(wěn)定，無法在自然狀態(tài)下存在。第五十一頁，共102頁。結合能用高能量的γ光子照射氘核，可以使它分解為質子和中子(zhōngzǐ)，這時的核反響方程為當光子的能量小于2.22MeV時，這個(zhège)核反響并不發(fā)生，只有當光子的能量大于或等于2.22MeV時，這個(zhège)核反響才會發(fā)生；反過來，一個質子和一個中子結合成氘核，要放出2.22MeV的能量，這個(zhège)能量以γ光子的形式釋放出去。第五十二頁，共102頁。結合能可見，當核子結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(tóngyàng)的能量．這個能量叫做原子核的結合能．第五十三頁，共102頁。平均(píngjūn)結合能原子核的結合能與核子數之比稱為該原子核的平均(píngjūn)結合能。平均(píngjūn)結合能越大，核越穩(wěn)定。第五十四頁，共102頁。第五十五頁，共102頁。核子(hézǐ)平均質量核子的平均質量(zhìliàng)與原子序數之間的關系第五十六頁，共102頁。愛因斯坦（1879~1955）愛因斯坦翻開了核能(hénéng)應用之門愛因斯坦質能方程(fāngchéng)：E=mc2△E=△mc2？質量(zhìliàng)虧損：1原子質量單位u相當于_____Mev的能量。即1uc2=931·5Mev931·5第五十七頁，共102頁。中子的質量=1.008665u質子的質量=1.007276u中子和質子的質量和=2.015941u氘核的質量=2.013553u質量差=0.002388u在上面的計算里，u表示原子質量單位，1u=1.660566×10-27kg．例如(lìrú):第五十八頁，共102頁。有關問題的理解(lǐjiě)和本卷須知第一.核反響過程中:核子結合成原子核時,新核質量小于核子的質量(質量虧損),同時以光子形式釋放核能;原子核分解為核子時,需要(xūyào)吸收一定能量,核子的總質量大于原原子核的質量.第二.核反響過程中,質量(zhìliàng)虧損時,核子個數不虧損(即質量(zhìliàng)數守恒),可理解為組成原子核后,核內每個核子仿佛“瘦了〞一些.第三.質量虧損并非質量消失,而是減少的質量m以能量形式輻射(動質量),因此質量守恒定律不被破壞.第五十九頁，共102頁。ΔE=Δm·c2的單位(dānwèi)問題國際(guójì)單位:m用“kg〞C用“m/s〞ΔE用“J〞常用單位:m用“u(原子質量(zhìliàng)單位)〞×10-27kgΔE用“uc2〞1uc2=931.5MeV(表示1u的質量(zhìliàng)變化相當于931.5MeV的能量改變)第五.核反響中釋放或吸收的能量比化學反響中釋放或吸收的能量大好幾個數量級.第六十頁，共102頁。例１：指出以下(yǐxià)核反響中的錯誤并更正：（1）N+α

=O+質子（2）C+He→O+H（3）Be+He→C+γ（4）H+n→H+γ14717714742178119442136110112第六十一頁，共102頁。課堂練習:(1)試證明，1原子質量單位u相當于931.50MeV的能量．1u=1.6606×-27kg，光速c=2.9979×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．(2)碳原子的質量是12.000000u，可以看做是由6個氫原子(質量是1.007825u)和6個中子(1.008665u)組成的．求核子結合成碳原子核時釋放的能量．(在計算中可以用碳原子的質量代替碳原子核的質量，用氫原子的質量代替質子(zhìzǐ)的質量，因為電子的質量可以在相減過程中消去．)第六十二頁，共102頁。第六十三頁，共102頁。知識(zhīshi)穩(wěn)固放射性同位素核能(hénéng)約里奧·居里(jūlǐ)、伊麗芙·居里(jūlǐ)夫婦利用它的射線γ射線探傷、消除靜電、食物保鮮、培育新品種、消毒滅菌、放射療法做為示蹤原子檢查輸油管道漏油、作物施肥、藥物劑量、生物科學（牛胰島素）△mc2第六十四頁，共102頁?！?9.5核力(hélì)與結合能人教版選修(xuǎnxiū)3—5第六十五頁，共102頁。一、核力(hélì)與四種根本相互作用①20世紀初，人們知道自然界存在萬有引力和電磁力這兩種根本相互作用，你能算出相同(xiānɡtónɡ)的距離上，兩質子間的電磁力是萬有引力的多少倍？質子(zhìzǐ)間的電磁力是萬有引力的1035倍②是什么作用使質子在原子核內共存？這種作用力有哪些特點？人們對這種相互作用的認識還有哪些有待完善？原子核中的質子要靠自身的萬有引力來抗衡相互間的庫侖力是不可能的。猜測：有第三種力--核力，是核力把核子緊緊地束縛在核內，形成穩(wěn)定的原子核。第六十六頁，共102頁。一、核力(hélì)與四種根本相互作用②是什么作用使質子在原子核內共存？這種作用力有哪些特點(tèdiǎn)？人們對這種相互作用的認識還有哪些有待完善？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，因此核子不會(bùhuì)融合在一起。1.核力是四種相互作用中的強相互作用〔強力〕的一種表現。在原子核尺度內，核力比庫侖力大得多。3.核力具有飽和性。每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質稱之為核力的飽和性。特點4.核力具有電荷無關性。對給定的相對運動狀態(tài)，核力與核子電荷無關?！惨姇綪79圖〕第六十七頁，共102頁。②是什么作用使質子在原子核內共存？這種作用力有哪些特點(tèdiǎn)？人們對這種相互作用的認識還有哪些有待完善？小于0.8×10-15m時核力(hélì)的變化規(guī)律還不清楚。一、核力與四種(sìzhǒnɡ)根本相互作用③第四種根本相互作用就是弱相互作用，它有何作用？有何特點？弱相互作用是引起原子核發(fā)生β衰變的原因,即引起中子→質子轉變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強力更短，為10-8m，作用強度比電磁力弱。第六十八頁，共102頁。1.萬有引力(wànyǒuyǐnlì)：引力主要在宏觀和宇宙尺度上“獨領風騷〞。是引力使行星繞恒星轉動，并且聯(lián)系著星系團，決定了宇宙的現狀和未來。四種(sìzhǒnɡ)相互作用3.強相互作用：在原子核內，強力(qiánɡlì)將核子束縛在一起。2.電磁力：在原子核外，電磁力使電子結合成分子，使分子結合成液體與固體。電磁力和萬有引力都是“長程力〞，即它們可以作用到無限遠的距離，當然距離越遠，力就越小4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子－質子轉變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強力更短，為10－18m，作用強度那么比電磁力小。物理學有一條理論：叫做簡單才是美。能否將這四條理論統(tǒng)一起來呢？一、核力與四種根本相互作用第六十九頁，共102頁。一、核力與四種(sìzhǒnɡ)根本相互作用典例探究(tànjiū)例1〔A級〕.從以下幾個(jǐɡè)方面比較核反響與化學反響的相同和不同之處〔1〕它們分別涉及四種根本相互作用的哪一種？〔2〕每種反響分別改變了或重新安排了什么？第七十頁，共102頁。二、原子核中質子和中子(zhōngzǐ)的比例①穩(wěn)定的輕核〔原子序數(yuánzǐxùshù)小于20〕的質子數和中子數有何特點？你能分析其中的原因嗎？輕核〔原子序數小于20〕的質子數和中子數大致相等；對輕核而言，核子數量相對較小，核子間距(jiānjù)處于核力作用范圍之內，由于核力遠大于電磁力，即使質子和中子成對出現，強大的核力也可以將核子緊緊地束縛在原子核的范圍之內，形成穩(wěn)定的原子核。第七十一頁，共102頁。②穩(wěn)定的重核〔原子序數(yuánzǐxùshù)大于20〕的質子數和中子數有何特點？你能分析其中的原因嗎？二、原子核中質子(zhìzǐ)和中子的比例重核〔原子序數大于20〕的質子數小于中子數；對于重核而言，核子數量大，核子間距也大，由于核力的飽和性，核力會因為核子間距的變大而大幅度減小，甚至(shènzhì)小于電磁力。如果質子和中子再成對出現，原子核不穩(wěn)定；如果只增加中子，由于中子之間不存在庫侖力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以重核內中子數會明顯大于質子數。第七十二頁，共102頁。二、原子核中質子(zhìzǐ)和中子的比例不能；由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果我們我們繼續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時即使再增加(zēngjiā)中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。③假設不斷增大(zēnɡdà)原子核的中子數，能不斷增大(zēnɡdà)原子核嗎？為什么？第七十三頁，共102頁。三、結合能①將一個質子和中子結合在一起，會產生什么現象？假設要把它們(tāmen)分開，需要什么條件？宏觀模型：相距很遠的兩個物體，由于萬有引力而相互接近，運動速度越來越大，引力勢能轉化為動能最后撞在一起，動能變成它們的內能散失掉了。兩個物體為了結合而付出了代價－－失去了一些能量(néngliàng)，如果要把它們分開，還要重新賦予它們這份能量(néngliàng)。微觀模型：原子核是核子結合在一起構成的，要把它們分開(fēnkāi)，也需要能量，這就是原子核的結合能。類比分析：要使基態(tài)氫原子電離，也就是要從氫原子中把電子剝離，需要通過碰撞、施加電場、賦予光子等某種途徑讓它得到13.6eV的能量。這個能量實際上就是電子與氫原子核的結合能，不過通常把它叫做氫原子的電離能，而結合能一詞只用在原子核中

第七十四頁，共102頁。②結合能是原子(yuánzǐ)具有的能量嗎？如何理解結合能？三、結合能當核子結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(xīshōu)同樣的能量。這個能量叫做原子核的結合能。結合能并不是由于核子結合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。③結合能的大小與什么(shénme)因素有關？組成原子核的核子數，組成原子核的核子數越多，結合能越大。第七十五頁，共102頁。結合能與核子數之比，稱做比結合能，也叫平均(píngjūn)結合能。比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。因為比結合能越大，將每個核子分開所需的能量越大。三、結合能④什么是比結合(jiéhé)能？為什么說比結合(jiéhé)能越大，原子核中核子結合(jiéhé)越牢固、原子越穩(wěn)定？第七十六頁，共102頁。四、質量(zhìliàng)虧損①物體的質量(zhìliàng)和能量有何關系？假設一個物體質量(zhìliàng)減小了△m，那么它的能量減小多少？愛因斯坦的質能方程(fāngchéng)：E＝mc2，能量減小ΔE=Δm·c2②中子的質量mn=1.6749×10-27kg，質子的質量為mp=1.6726×10-27kg，氘核的質量mD=3.3436×10-27kg。將一個質子和一個中子結合成一個氘核，質量減小了多少？能量減小了多少？氘核的結合能是多少？比結合能是多少？第七十七頁，共102頁。四、質量(zhìliàng)虧損②中子的質量mn=1.6749×10-27kg，質子(zhìzǐ)的質量為mp=1.6726×10-27kg，氘核的質量mD=3.3436×10-27kg。將一個質子(zhìzǐ)和一個中子結合成一個氘核，質量減小了多少？能量減小了多少？氘核的結合能是多少？比結合能是多少？質量(zhìliàng)減小量:△m=(mp+mn)-mD=0.0039×10-27kg；能量減小量:△E=△mc2=3.51×10-13J=2.19×106eV；結合能:△E=△mc2=2.19MeV；比結合能為:△E/n=△E/2=1.10MeV。第七十八頁，共102頁。四、質量(zhìliàng)虧損③將一個質子和一個中子結合(jiéhé)成一個氘核，能量減小了，是否違反了能量守恒定律？為什么？沒有違反能量守恒定律；減小的這局部能量以γ光子釋放(shìfàng)出去。④將一個質子和一個中子結合成一個氘核，質量減小了，是否違反了質量守恒定律？為什么？沒有違反質量守恒定律；減小的那局部質量等于γ光子的動質量。第七十九頁，共102頁。⑤什么(shénme)是質量虧損？質量虧損說明什么(shénme)？四、質量(zhìliàng)虧損原子核的質量小于組成它的核子的質量之和，這個現象稱為質量虧損(kuīsǔn)。質量虧損(kuīsǔn)說明，確實存在著原子核的結合能。⑥如右圖，哪些原子核最穩(wěn)定，為什么？中等大小的核最穩(wěn)定，因為這些核的比結合能最大〔平均每個核子的質量虧損最大〕。第八十頁，共102頁。四、質量(zhìliàng)虧損⑦假設要釋放結合能，我們可以(kěyǐ)怎么做？為什么？使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等質量的核；因為使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核子的比結合能都會增加，即核子將發(fā)生(fāshēng)新的質量虧損，釋放新的核能。第八十一頁，共102頁。典例探究(tànjiū)四、質量(zhìliàng)虧損反應后氘核的質量一定小于反應前質子和中子的質量和反應前后質量數不變，因而質量不變核子結合成核時，一定釋放核能γ光子具有的能量為例2（B級）.中子和質子結合成氘核，同時釋放γ光子，核反應方程是,下列說法正確的是（）為核反應中的質量虧損ACD第八十二頁，共102頁。典例探究(tànjiū)四、質量(zhìliàng)虧損例3(B級).碳原子質量(zhìliàng)的1/12叫做原子質量(zhìliàng)單位，用u表示。試證明1u相當于931MeV。證明：碳原子的摩爾質量為M=12g/mol，所以一個碳原子質量為m=M/NA=1.993×10-26kg所以1u=m/12=M/12NA=1.6606×10-27kg代入公式E=mc2得：

E=1.4924×10-10J=931MeV得證第八十三頁，共102頁。第

五

節(jié)

裂

變

和

聚

變第八十四頁，共102頁。當核子結合(jiéhé)成原子核時要放出一定能量〔2.22Mev)；原子核分解成核子時，吸收同樣的能量〔2.22Mev)．這個能量叫做原子核的結合(jiéhé)能．一、結合能平均結合能：結合能與核子數之比，稱做為平均結合能。也叫比結合能。平均結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固(láogù)，原子核越穩(wěn)定。第八十五頁，共102頁。二、核能(hénéng)計算核子(hézǐ)在結合成原子核時出現的質量虧損Δm，正說明它們在互相結合過程中放出了能量ΔE=Δm·c2第八十六頁，共102頁。三、如何釋放(shìfàng)核能第八十七頁，共102頁。三、如何釋放(shìfàng)核能第八十八頁，共102頁。第五節(jié)裂變(lièbiàn)和聚變一、重核裂變與鏈式反響(fǎnxiǎng)〔H35408〕重核裂變第八十九頁，共102頁。二、輕核聚變與熱核反響(fǎnxiǎng)聚變(jùbiàn)

熱核反響(fǎnxiǎng)受控熱核反響第九十頁，共102頁。第六節(jié)