对“结合能”的几点辨析(修正版)

当两个或多个粒子的自由状态结合在一起时释放的能量。

当自由原子结合成分子时释放的能量称为化学结合能。

当分散的核子形成核时释放的能量称为核结合能
当几个粒子从自由状态合并为复合粒子时释放的能量。

例如，将自由原子结合成分子时释放的能量称为化学结合能。

结合能越高，分子越稳定
因为单独几个粒子的质量总和大于合并粒子的质量总和，所以质量的损失部分以能量形式释放，这称为结合能，其大小是缺陷质量乘以速度的平方（根据爱因斯坦的质量能方程E = MC ^ 2，C是光速，M是质量）。

原子能结合到晶体中的根本原因是原子结合后整个系统的能量较低。

假设将分散的原子（离子或分子）结合成晶体。

在此过程中，将释放一定量的能量w，这称为结合能。

如果将分散的原子用作测量内部能量的标准，则-W是结合成晶体后系统的内部能量。

原子核中每个粒子的平均结合能称为平均结合能，
计算平均结合能的公式为：原子核的平均结合能=结合能的总和×原子核中粒子的数量（结合能的总和可以理解为分散所有原子的能量原子核中的粒子无限远
平均结合能越大，原子核分解成单个颗粒的难度就越大。

另外，平均结合能具有以下特征：
1.重核的平均结合能小于中间核的平均结合能，因此它们易于裂变并释放能。

2.轻核的平均结合能小于重核的平均结合能。

因此，发生核聚变时，光核会发出能量。

3.铁的平均结合能最大。

因此，比铁轻的原子可以融合成铁原子，比铁重的原子最终会变成铁原子。

4.氘和铁的平均结合能之差是铀235和铁的平均结合能的几倍。

因此，核聚变释放的能量通常大于核裂变释放的能量。

结合能的物理意义
结合能作为物质之间相互作用的一种重要能量形式，在物理学中具有重要的意义。

结合能是指把原子核里的质子和中子聚集在一起所需付出的能量。

在原子核物理中，结合能描述了原子核稳定性的特征，对于核反应、核裂变等过程有着重要影响。

结合能的物理意义体现在以下几个方面：
1. 原子核的稳定性
结合能可以视为描述原子核相对稳定性的指标。

原子核内的质子和中子通过核
力相互作用而结合在一起，形成原子核。

结合能越大，说明核内的质子和中子结合得越紧密，原子核越稳定。

因此，结合能与核的稳定性密切相关，可以用来解释为何一些原子核是稳定的，而另一些则不稳定。

2. 核反应的能量释放
在核反应中，当两个核聚变或者核裂变时，核内的结合能会发生改变，从而释
放或吸收能量。

在核聚变过程中，轻元素的结合能较小，当它们融合在一起形成较重的核时，会释放大量的能量；而在核裂变过程中，重元素的结合能较大，当它们裂变成较轻的核时同样会释放能量。

因此，结合能是核反应中能量转化的重要因素。

3. 原子核的质量损失
根据爱因斯坦的质能关系E=mc^2，结合能的变化也会引起质量的变化。

在核
反应中，结合能的变化会导致核内部质量的微小损失或增加，这进一步影响了反应的热力学特性。

因此，结合能的物理意义也反映在原子核体系的质能转化过程中。

综上所述，结合能不仅是描述原子核稳定性的重要物理量，还与核反应以及核
质量损失等物理现象密切相关。

通过深入理解结合能的物理意义，可以更好地认识原子核内部的特性，揭示核反应等自然现象背后的物理规律。

核力与结合能重/难点重点：结合能的概念、质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

难点：爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。

重/难点分析重点分析：要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能。

原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。

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。

难点分析：2，质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，:E mc能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

突破策略1．核力与四种基本相互作用(板书)点拨：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。

在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。

电磁力大约要比万有引力强3610倍。

基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。

核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核,后来的实验证实了科学家的猜测.问：那么核力有怎样特点呢?学生：阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：（1）核力是强相互作用(强力)的一种表现。

（2）核力是短程力，作用范围在15 1.510m -⨯之内。

（3）核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

教师总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。

弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为1810-m ，作用强度则比电磁力小。

点评：通过学生自主学习培养学生的自学能力，同时通过讨论激发学习兴趣。

教师讲述：四种基本相互作用力弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力 ②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体。

结合能比结合能定义
结合能是在化学反应中一个非常关键的概念，它定义了化学键在形成和断裂时
需要吸收或释放的能量。

而结合能比则是通过比较不同物质之间的化学键在形成和断裂过程中所释放或吸收的能量来确定它们之间的稳定性和反应性。

结合能的定义
结合能是指在化学反应中，化学键形成时需要吸收或释放的能量。

在一个化学
键形成的过程中，原子需要克服相互之间的排斥力和克服电子云之间的相互排斥。

因此，在这个过程中，某种形式的能量会被吸收进入系统中。

而当一个化学键断裂时，这些能量会被释放出来。

结合能可以通过实验测定得到。

结合能比的定义
结合能比是指比较不同物质之间的化学键在形成和断裂过程中释放或吸收的能量。

通过比较不同物质之间的结合能比，我们可以确定它们之间的稳定性和反应性。

通常来说，结合能比较大的物质更加稳定，反应性较低。

相反，结合能较小的物质通常具有较高的反应性。

应用
结合能比的概念在化学领域有着广泛的应用。

通过比较不同物质之间的结合能比，化学家们可以预测物质之间的反应性，设计新的化合物，优化合成路线，甚至预测化学反应的产物和反应速率。

结论
结合能比是一个重要的化学概念，它可以帮助我们了解化学键的稳定性和反应性。

通过比较不同物质之间的结合能比，我们可以更好地理解物质之间的相互作用，从而为化学研究和工业应用提供指导。

比结合能——高中物理学习中较难搞懂的一个概念，它同时也是重核裂变和轻核聚变之所以释放出能量的关键概念，多数高中生学过以后都不理解。

我们知道原子核在重核裂变和轻核聚变的过程中，都会有质量亏损，根据爱因斯坦的质能方程，如果有质量亏损，那么它就会以能量的形式释放出来。

而且，这种释放出来的能量还是巨大的，虽然说亏损的质量并不是多大，但是，由于拿质量乘以光速的平方，其所释放的能量就不可小觑了。

原子核裂变，也就是重核裂变，现在的主要利用，一个是在武器上的原子弹，另外一个就是现在被广泛使用的核能发电。

重核裂变的核反应堆在现有技术条件下是可控的，为人类大量使用清洁能源提供了一种可能。

虽然说核废料的处理，具有一定的麻烦，但是与煤、石油等能源相比起来，其还是较为清洁的能源形式。

同等质量的核反应条件下，轻核聚变所释放出的能量比重核裂变释放出的能量还要多，而且轻核聚变所释放出的能量更清洁，不会对环境造成污染。

但是由于轻核聚变需要很高的温度，也就是我们所说的热核反应，在现有科学技术的条件下由于其不可控，人类还不能收集利用其反应的能量。

为什么重核裂变和轻核聚变都能释放出能量呢？在前文中我们提到，因为这两种核反应过程中都有质量亏损，而要了解其质量亏损，其重要的一个概念就是“比结合能”。

比结合能的概念在高中物理课本中已经有所阐述，但是同学们很难理解，在此我们来做一个尝试，看大家能否搞懂什么叫比结合能。

（平均结合能）其实在高中物理课本中，有一道例题，就讲解了比结合能。

原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子，假设单个核子的质量为m，氦原子核是由两个质子和两个中子组成，也就是说组成氦原子核有4个核子，当4个核子组成氦原子核时，它的总质量并不等于4倍的m，它要比4倍的m要小。

我们把4m减去有4个核子组成的氦原子核的质量，这就是4个孤立的核子在结合成氦原子核时所产生的质量亏损。

这个质量亏损乘以c（光速）的平方，也就是利用爱因斯坦的质能方程算出来的能量，就是氦原子核的结合能。

高考热点剖析：核力与结合能潜松水（浙江省缙云中学物理组，浙江缙云321400）国家级《考试报》浙江版 2009.3.10一、核力在人们认识原子核之前，只知道在自然界有两种作用力，一是万有引力，一是电磁力。

容易估计，万有引力在原子核内完全可以忽略(电磁力大约要比万有引力强1035倍)，而电磁力对核内的质子只能起排斥作用。

所以我们面临一种新的作用力—核力。

核力具有以下几个基本性质。

（一）短程力。

它只在1.5×10-15 m的短距离内起作用，超过了这个距离，核力就迅速减小到零。

质子和中子的半径大约是10-15 m，因此每个核子（质子或中子）只跟它相邻的核子间才有核力的作用。

（二）强相互作用。

质子间的库仑斥力反比于距离，在核内质子之间的距离很短，但质子竟然不顾库仑斥力而相互紧密结合，这就充分说明新的作用力—核力的强大。

事实表明，核力约比库仑力大一百倍。

（三）核力与电荷无关。

它在质子和质子间、质子和中子间、中子和中子间都存在。

（四）核力在极短程内表现斥力。

故核子不可能无限靠近，当两核子之间的距离为 0.8×10-15 m～1.5×10-15 m，核力表现为吸引力，在小于0.8×10-15 m时为斥力。

(五)核力具有饱和性。

核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。

二、结合能由于核子间存在着强大的核力，所以原子核是一个坚固的集合体。

要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者说需要巨大的能量。

相反的过程，核子结合成原子核时要放出同样多的能量。

这个能量叫做原子核的结合能。

如果用核子数去除核的结合能，就得到每个核子的比结合能。

比结合能也叫平均结合能。

核子组成不同的原子核时，放出的结合能的大小也不相同。

结合能的大小并不能表示拆开一个核子的难易。

结合能除以总核子数所得的平均结合能表示把一个核子拆离原子核所需的能量。

因而原子核的结合能并不能表示原子核的稳定程度，平均结合能的大小表征着原子核稳定的程度。

核能和结合能的区别通俗易懂核能和结合能是两个不同的概念，但它们之间有着相互关联的关系。

核能是指原子核内部的能量，而结合能是指将原子核内的质子和中子结合成原子核时释放出的能量。

下面将通俗易懂地介绍核能与结合能的区别。

1.定义核能是指原子核内部所拥有的能量，它来源于原子核内部的质子和中子相互作用而产生的势能和运动能。

核能是一种非常强大的能量形式，可以用来产生电力和探测物质成分。

而结合能是指将质子和中子结合成原子核所释放的能量。

结合能是一种负数，因为对于不同的原子核来说，它们的结合能不同，而且这种能量的量是很小的，通常以MeV为单位。

2.应用核能可以用来产生电力和探测物质成分。

核电站利用核能通过核反应来产生电能。

核反应会释放出巨大的能量，通过蒸汽发电机的高速旋转轴带动发电机发电。

而核仪器可以利用核能来探测物质成分。

例如，放射性测量仪可以通过探测黄鳝鱼体内的放射性元素来检测污染情况。

结合能则被广泛应用于核物理学和核能源的研究中。

在核物理学领域，结合能用于计算原子核的质量，因为核质量与结合能有关。

而在核能源领域，结合能用于计算原子核发生核裂变和核聚变时释放的能量。

3.计算核能的大小可以通过Einstein的质能方程E=mc²来计算。

根据质能守恒定律，当核反应时，反应质量会减少，而减少的质量所对应的能量就是核能。

结合能的大小则可以通过爱因斯坦的质能公式E=mc²来计算。

这个公式告诉我们，当一个物体被释放出来时，相应的质量也会减少，而质量的减少被表示为积累的能量。

总之，核能和结合能是两个不同的概念，但它们之间有着紧密关联的关系。

核能可用于产生电力和探测物质成分，而结合能则可以用于计算原子核质量和核反应时释放的能量。

无论是核能还是结合能，它们都是极为重要的能源形式，对人类的生活和科技发展有着深远的影响。

原子核比结合能原子核是构成原子的核心部分，由质子和中子组成。

在核物理中，结合能是指原子核内部质子和中子之间通过核力相互作用而保持在一起的能量。

在这篇文章中，我们将探讨原子核的结合能，了解它对原子核稳定性和核反应的重要性。

原子核结合能的概念原子核结合能是指将原子核分解成其组成部分（质子和中子）所需要的能量。

当质子和中子被组合成原子核时，它们之间会受到核力的作用，这种核力能够克服它们之间的库仑排斥力，从而使得原子核稳定存在。

原子核结合能通常用来表示原子核的稳定性。

较高的结合能意味着原子核更加稳定，更难被分解。

而较低的结合能则表明原子核相对不稳定，更容易发生衰变或核反应。

原子核结合能的计算原子核结合能可以通过质子和中子的质量差来计算。

根据质能方程（E=mc²），质子和中子的质量差可以转化为能量。

结合能可以用公式表示如下：E b=(Zm p+Nm n−M)c²其中，E b为原子核结合能，Z为原子核中质子的数量，N为中子的数量，m p和m n分别为质子和中子的质量，M为原子核的总质量。

原子核结合能的重要性原子核结合能对于核反应和核能释放有着重要的影响。

在核聚变和核裂变过程中，原子核结合能会发生变化，释放出核能。

核能是一种高效的能源形式，广泛应用于核电站和核武器等领域。

另外，原子核结合能还直接影响原子核的稳定性。

例如，具有较高结合能的原子核更加稳定，不容易发生衰变或核反应。

核物理学家通过研究原子核结合能的变化来预测核反应的发生概率和核素的稳定性。

结语通过本文的介绍，我们了解了原子核结合能的概念、计算方法以及重要性。

原子核结合能是核物理学中的重要概念，对于理解核反应、核能释放以及预测原子核稳定性都具有重要意义。

希望本文能够帮助读者更加深入地了解原子核结合能这一主题。

对“结合能”的几点辨析湖北省恩施高中陈恩谱结合能的概念，是《原子核》一章的一个教学难点，学生普遍错误的将“结合能”理解成原子核具有 的能量——以为原子核的比结合能大，就是平均每个核子具有的能量越大；另一方面，在理解核能释放的 过程时，无法从结合能的角度理清思路——他们不知道把自由核子作为分析问题的等效中间状态，因此必 然无法将结合能与核能释放联系起来；而课本在介绍比结合能时，也没能够将核子平均质量曲线做一个介 绍，从而对理解能力较差的学生提出了较高的要求，使他们始终不得其门而入。

为了解决这些问题，笔者 结合多年的教学探索，特在此对相关问题作一辨析，期与同行交流，望各位批评指正。

一、结合能的概念1、结合能的定义结合角度定义：自由核子结合成原子核的过程中 释放出来的能量 ，叫做该原子核的结合能。

分解角度定义：将原子核分解成自由核子时 所需要的最小的能量 ，叫做该原子核的结合能。

由能量守恒可知，上述两个定义是一致的。

注意，大于结合能的能量，当然可以将原子核分解成自由核子。

2、类比化学键键能理解结合能 一个化学键的键能，比如H-H 共价键的键能，是指两个自由的氢原子形成H-H 共价键时 释放出来的能量 ，也就是将 H-H 共价键拆开时所需要的最小的能量。

这和原子核的结合能概念是一样的，因此，我们 可以将化学键键能称之为化学键的结合能，而原子核的结合能，也可以称之为核键键能。

3、一个结论一个原子核的基础上，再结合一些核子，从而形成更大的原子核时，将进一步释放能量，因此，原子 核越大，其结合能（也就是结合过程中释放出来能量）更越大。

二、比结合能的概念1、定义：原子核的结合能与原子核内核子数的比值，叫做比结合能，也叫作平均结合能。

通俗一点 儿理解，就是在结合成原子核的过程中，平均每个核子释放出来的能量。

2、比结合能曲线与平均核子质量曲线 （ ）比结合能曲线 1E不同的原子核， 其比结合能不一样。

右图为不同原子核的比结合能随原子序数变化的大致曲线，其中，56 26 Fe 原子核的比结合能最大。