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物理：19.5《核力与结合能》课件(人教版选修3-5)

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人教版物理选修3-5课件 第十九章 原子核 5核力与结合能

人教版物理选修3-5课件 第十九章 原子核 5核力与结合能
子放出的能量称为结合能 B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能
也一定越大 C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和
比结合能都大
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的 要大
解析：核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成 核子是吸收能量，A 选项错；比结合能越大的原子核越稳 定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如 中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重 核少，其结合能比重核反而小，B、C 选项错；
2．原子核内的质子是靠万有引力来抗衡库仑斥力 的．(×)
3．弱相互作用是引起 β 衰变的原因．(√)
小试身手
1．(多选)下列说法正确的是( ) A．核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间 发生 B．核力可能是引力，也可能是斥力．核力把核子紧 紧束缚在核内，形成稳定的原子核，但又不会融合在一起 C．质子间、中子间、质子和中子之间都有核力 D．核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，核 力比库仑力大得多
解析：核力作用的范围在 10－15 m 区域内，只在邻近 核子间发生，是短程力，A 对；当两核子间距离减小时， 核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力，B 对； 核力是质子、中子之间的强相互作用力，C、D 对．
答案：ABCD
知识点二 原子核中质子与中子的比例和结合能
提炼知识 1．原子核中质子与中子的比例． (1)轻原子核：自然界中较轻的原子核，质子数与中 子数大致相等． (2)重原子核：但对于较重的原子核，中子数大于质 子数，越重的元素，两者相差就越大．
拓展一 对结合能和比结合能的理解
1．结合能． 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它 们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能，它等于 核子结合为原子核时放出的能量．

人教版高中物理选修3-5第十九章1核力与结合能(33张)-PPT优秀课件

人教版高中物理选修3-5第十九章1核力与结合能(33张)-PPT优秀课件
万有引力远小于库仑力(10-35)，质子间 无法依靠引力抗衡库仑斥力.原子核的稳定 存在说明核子间存在一种很强的相互作用 力——核力，将核子仅仅束缚在核内.
核力的性质，要通过实验确定.例如核 子-核子散射实验、氘核(最简单的两核子组 成体，“柿子专挑软的捏”)性质实验.通过 对散射实验结果分析认识核力的特点.
17
四、质量亏损和结合能
实验发现，原子核的质量总是小于组 成它的核子的质量和.
表1 一些粒子的质量和能量
粒子 电子e
静止质量m0/u 0.00054858
能量m0c2/MeV 0.51100
质子p
1.007276
938.272
中子n
1.008665
939.565
氘核d
2.013553
1875.613
库仑力远远小于核力，库仑力做功远 小于克服核力做功.
21
一般总有体系的质量比起组分的各个质 量之和小。分子的质量小于各个原子质量之 和，原子的质量小于原子核质量与电子质量 之和.
任何两个物体结合在一起，都会释放一 部分能量.一般情况下，释放的能量微乎其微， 无需考虑.例如电子和质子组成氢原子时，放 出13.6eV的能量，相对于电子的静能可以忽 略.
中正确的是（ CD ）
A.此反应过程质量减少0.0103u
人教版高中物理选修3-5第十九章 19.5 核力与结合能(共33张PPT)【PPT优秀课 件】- 精美版
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人教版高中物理选修3-5第十九章 19.5 核力与结合能(共33张PPT)【PPT优秀课 件】- 精美版
比结合能
原子核平均每个核子的结合能，即结 合能除以核子个数.
Ɛ=B/A 比结合能越大，将一个核子从原子核 取出所需要的能量越多，原子核中核子结合 得越牢固，原子核越稳定.

高中物理第十九章原子核5核力与结合能课件1新人教版选修3-5.ppt

高中物理第十九章原子核5核力与结合能课件1新人教版选修3-5.ppt
3．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．
关于核力的说法正确的是( ) A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用 B．核力就是电磁力 C．核力是短程力，作用范围在1．5×10－15 m之内 D．核力与电荷有关 解析： 核力是短程力，超过1．5×10－15 m，核力急剧 下降几乎 消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故 A、B不对，核力与电荷无关，故D错． 答案： C
答案： ABC
核能的计算(小专题)
方法一：根据质量亏损计算 其步骤如下： (1)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏 损Δm． (2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能．
已知氘核的质量mD＝3．344 6×10－27 kg．如果 用入射光子照射氘核使其分为一个质子和中子，质子质量mp＝ 1．672 6×10－27 kg，中子质量mn＝1．674 9×10－27 kg．求入 射光子的能量．
(2)设衰变后 α 粒子和钍核速度大小分别是 vα 和 v 钍. 由动量守恒和能量守恒得： 0＝m 钍 v 钍－mαvα，ΔE＝12m 钍 v2钍＋12mαv2α， 解得 α 粒子的动能为 Ekα＝12mαv2α＝5.402 MeV. 钍核的动能为 Ek 钍＝12m 钍 v2钍＝0.094 MeV.
解析： 氘核分解为质子和中子，增加的质量 Δm＝mp＋mn－mD＝(1．672 6＋1．674 9－3．344 6)×10 －27 kg ＝0．002 9×10－27 kg． 吸收γ光子能量 E＝Δmc2＝0．002 9×10－27×(3×108)2 J＝2．61×10－13 J． 答案： 2．61×10－13 J
答案：
MqBR2 2mM－m
5－1 一个静止的铀核29328U(原子量为 232.037 2)放出一个 α 粒子(氦核的量为 4．002 6)后衰变成钍核29304Th(原 子量为 228．028 7).1 u 相当于 931.5 MeV．

高中物理 19.5核力与结合能(探究导学课型)课件 新人教版选修3-5

高中物理 19.5核力与结合能(探究导学课型)课件 新人教版选修3-5

提示:(1)×。核力是短程力,并且在大于0.8×10-15m而小于 1.5×10-15m时表现为引力,在小于0.8×10-15m时表现为斥力。 (2)√。核力是短程力,只发生在相邻的核子之间,这种性质称为 核力的饱和性。 (3)×。较大的原子核含有的中子数大于质子数。 (4)×。质量不能转化为能量,能量也不能转化为质量,质量只是 物体具有能量多少及能量转变多少的量度。
3.原子核中任意两个核子之间都存在核力吗? 提示:不是。核力是短程力,只有相邻的两个核子之间才存在核 力。 4.是否只有带电的质子之间存在核力,而中子之间不存在核力 呢? 提示:不是。核力与核子是否带电无关,质子与质子之间,质子与 中子之间、中子与中子之间都可以有核力作用。
5.四种基本相互作用各有什么特点? 提示:(1)强相互作用(强力):在原子核内,强力将核子束缚在一起, 是短程力。 (2)弱相互作用(弱力):弱相互作用是引起原子核β衰变的原因, 也是短程力。
2.原子核中的核子为什么能紧紧地束缚在一起,既不融合为一 体又不分散开? 提示:核力是短程力,约在10-15m数量级时起作用,当距离大于 0.8×10-15m时为引力,距离小于0.8×10-15m时为斥力,距离为 10×10-15m时核力几乎消失。所以在核力作用下,原子核内的 核子既不能远离散开又不致因为太近而融合为一体。
3.质量亏损: (1)爱因斯坦质能方程_E_=_m_c_2。 (2)质量亏损:原子核的质量_小__于__组成它的核子的质量之和的 现象。
1.判一判: (1)核力同万有引力一样总是相互吸引的。 ( ) (2)核力只发生在相邻的核子之间。 ( ) (3)较大的原子核中含有质子和中子的个数基本相同。( ) (4)质量可以转化为能量,能量也可以转化为质量。 ( )

物理：19.5《核力与结合能》课件(新人教版选修3-5)

物理：19.5《核力与结合能》课件(新人教版选修3-5)

3.
235 92
U（原子量为 232.0372）衰变为 Th
228 90
（原子量为 228.0287）时，释放出 粒子 并求出衰变过程中释放 出多少能量？
（4 4.0026）。写出核反应方程， 2 He 的原子量为
；http://medicaltrain.jp/ 日本医疗 ；
是没什么修行者在这壹带了...""那咱们怎么办主人?"叶虹问道,"现在就离开这里吧,可能再飞个几万里,就能看到陆地了..."根汉点了点头,只能是召唤出了小飞,让小飞带着他们离开....半天之后,小飞带着他们飞了将近二十万里,依旧没有看到陆地.这四周都是浩瀚の大海,而且天色已 晚,附近の气温降の很厉害,明显の能感到气压有些低,远处の天边都升腾起了阵阵の黑云,有可能要下大雨放闪电了."那边有人..."就在这时,根汉几人却发现,北面几百里外,有几道剑光闪过.似乎是有一些修行者,正在从北面飞驰掠过,要从前面の大海窜过."准圣之境..."根汉天眼扫了过 去,即使隔着几百里,如今也能准确の感应到他们の修行.那三个人,都是准圣之境,最高の壹人修为大概在准圣七重左右,算是壹个不错の强者了."走..."根汉不再犹豫,大手壹挥,让小飞进去休息,自己带着三女追了过去."道友请留步..."远远の,根汉便喊住了这三人,这三人也是壹惊,没想 到突然就会有人出现.可是当看到三女の时候,三人の眼中顿时金光大放,其中壹人咧嘴邪笑道："乖乖,这么漂亮の妞尔,好久没玩过了...""小子,将女人留下,你可以滚了!"另壹人也咧嘴笑了,露出壹嘴黄牙."啪!""啊!""谁打咱!"这三人嘴很损,刚刚说完,就被几股怪力煽飞,其中

高中物理-19.5-核力与结合能课件-新人教版选修3-5

高中物理-19.5-核力与结合能课件-新人教版选修3-5

(1)切记不要误认为亏损的质量转化为能量.核反应过 程中质量亏损是静止的质量减少，辐射γ光子的运动质量刚好 等于亏损的质量，即反应前后仍然遵循质量守恒和能量守恒. (2)核反应中释放的核能是由于核力做功引起的.
【典例3】镭核22688Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核22286Rn. 已知镭核质量为226.025 4 u，氡核质量为222.016 3 u,放出 粒子质量为4.002 6 u. (1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量；
质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据
爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )
A.1036 kg
B.1018 kg
C.1013 kg
D.109 kg
【解析】选D.根据ΔE=Δmc2，解得mcE2 341=1004826.24×kg109
kg，通过比较四个选项，只有D选项最接近，故答
【解析】选B.E=mc2说明能量与质量之间存在着联系，即能 量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量与质量之 间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确.核反应中的 “质量亏损”并不是质量消失，实际上是从静止的质量变成 运动的质量，并不是质量转变为能量，故C项错误.在核反应 中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在 方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变 为动质量，故D错误.
(2)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比.物体质量 增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少， 这时质能方程也写作ΔE=Δmc2.
(3)质能方程的本质 ①质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一 属性(质量和能量)等同起来； ②质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两 个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守 恒，质量和能量在数值上的联系决不等于这两个量可以相互转 化； ③质量亏损不是否定了质量守恒定律.根据爱因斯坦的相对论， 辐射出的γ光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动 质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立.

高中物理第十九章原子核5核力与结合能课件新人教版选修3_5

• ③由于核力的作用范围是有限的，以及核力 的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离 会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加 中子，形成的核也一定是不稳定的．
• 第3步例证——典例印证，思维深化
•
关于原子核中质子和中子的说法，正确的
是( )
• A．原子核中质子数和中子数一定相等
• B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多
[先填空]
• 1．较轻原子核：质子数和中子数 ___大_致_相__等__． • 2．较重原子核：中子数__大_于__质子数，越重 的原子核两者___相_差_越__多__．
[再思考]
• 为什么核电荷数越多的原子核越不稳定？ • 【提示】 核电荷数越多的原子核中，有些 核子之间的距离越来越大，随着距离增大，核力 和质子间的斥力都减小，但核力减小得更快，当 原子核大到一定程度时，核力会小于质子间的斥 力，原子核就不稳定了．
• B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它 的结合能也一定越大
• C．重核与中等质量原子核相比较，重核的 结合能和比结合能都大
• D．中等质量的原子核的结合能和比结合能 均比轻核要大
• 【解析】 核子结合成原子核要放出能量， 原子核拆散成核子时要吸收能量．故选项A错； 比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能大的 原子核，其结合能不一定大．例如，中等质量的 原子核的比结合能比重核大，
• 【答案】 D
• 第4步巧练——精选习题，落实强化 • 1．对原子核的组成，下列说法正确的是 () • A．核力可使一些中子组成原子核 • B．核力可使非常多的质子组成原子核 • C．不存在只有质子的原子核 • D．质量较大的原子核内一定有中子
• 【解析】 由于原子核带正电，不存在只有 中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚 集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质 子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误； 自然界中存在只有一个质子的原子核．如H，C错 误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才 能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．
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由于核力的作用范围是有限的，如果继 续增大原子核，一些核子间的距离会大到其 间根本没有核力的作用，这时即使再增加中 子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。 在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会 进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就 瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地 留了下来。现在观察到的天然放射性元素， 则正在瓦解之中。
大于0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m时核力几乎
消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。
3. 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。 4. 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态， 核力与核子电荷无关。 要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组
当然，2.19MeV的能量的绝对数量并不算大， 但这只是组成1个氘核所放出的能量．如果 组成的是6.02×1023个氘核时，放出的能量 就十分可观了．与之相对照的是，使1摩的 碳完全燃烧放出的能量为393.5×103J．折 合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只 不过4eV．若跟上述核反应中每个原子可能 放出的能量相比，两者相差数十万倍．
第四.公式ΔE=Δm· 2 的单位问题 c
m用“kg” C用“m/s”
ΔE用“J”
P39问题与练习 3. 常用单位: m用“u(原子质量单位)” ΔE用“uc2”
1u=1.660566×10-27kg
1uc2=931MeV
(表示1u 的质量变化相当于931Me V的能量改变)
第五.核反应中释放或吸收的能量比化学反 应中释放或吸收的能量大好几个数量级.
第五节 核力与结合能
原子核的组成
原子核是由质子和中子组成的，质子和中子 统称为核子．
电荷数=质子数
质量数=质子数+中子数=核子数
核子靠什么力结合成原子核？ 原子核的半径约为10-15m , 只 相当原子半径的万分之一。在这 么小的空间里带正电的质子与质
子间的库仑斥力是很大，万有引
力太小，只有库仑力的10-36 。而
库仑力
万有 引力
mp
核力
通常原子核是稳定的,于是核内还
应有另一种力把各种核子紧紧拉 在一起, 此力称为核力。
万有 引力
核力
mp
库仑力
一、核力：
核力：能够把核中的各种核子联系在一起的 强大的力叫做核力．
核力具有怎样的特点呢？
1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的 一种表现。 2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用，距离
1 1
质子的质量 = 1.6726×10－27Kg
中子和质子的质量和 = 3.3475×10－27Kg
氘核的质量 = 3.3436×10－27Kg
质量差 = 0.0039×10－27Kg
四、质量亏损
1、例题：
2、质量亏损：原子分解为核子时，质量增加；核子 结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组 成原子核的核子的质量之和，叫做质量亏损。
原子核分解为核子时,需要吸收一定能量,核子 的总质量大于原原子核的质量. 第二.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质 量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛 “瘦了”一些. 第三.质量亏损并非质量消失,而是减少的质量m以能 量形式辐射(动质量),因此质量守恒定律不被破坏.
国际单位:
为什么会这样呢？
核越来越大，有些核子间的距离越来越远。 随着距离的增加，核力与电磁力都会减小， 但核力减小得更快。所以，原子核大到一定 程度时，相距较远的质子间的核力不足以平 衡它们之间的库仑力，这个原子与其他核子没有库仑斥力， 但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的 稳定。由于这个原因，稳定的重原子核里， 中子数要比质子数多。
成物——夸克的相互作用。
除核力外原子核内还存在 弱相互作用（弱力）
弱力是引起中子－质子转变的原因
弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为 10－18m，作用强度则比电磁力小。
二、原子核中质子与中子的比例
自然界中较轻的原子 核，质子数与中子数 大致相等，但对于较 重的原子核，中子数 大于质子数，越重的 元素，两者相差越多。
3.
235 92
U（原子量为 232.0372）衰变为
228 90
Th
（原子量为 228.0287）时，释放出 粒子
4
（2 He的原子量为 .0026）。写出核反应方程， 4 并求出衰变过程中释放 出多少能量？
某一数值时 某一数值时
相同
三、结合能
由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合 成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的 能量变化．
例如：
1 0 2 1
n H H
1 1 2 1
H H n
1 1 1 0
可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量； 原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个 能量叫做原子核的结合能．
课堂练习:
(1)试证明，1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能 量．1u=1.6606×-27kg，光速c=2.9979×108m/s， 1eV=1.6022×10-19J．
(2)碳原子的质量是12.000 000 u，可以看做是由6 个氢原子(质量是1.007 825u)和6个中子组成的．求 核子结合成碳原子核时释放的能量．(在计算中可以 用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的 质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减 过程中消去．)
爱因斯坦质能方程 E=mc2 式中c是真空中的光速，m是 物体的质量，E是物体的能量。
核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm， 正表明它们在互相结合过程中放出了能量 ΔE=Δm·2 c
第一.核反应过程中:
3、有关问题的理解和注意事项
核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质 量(质量亏损),同时以光子形式释放核能;
三、结合能
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的 能量，而是为把核子分开而需要的能量。
比结合能：结合能与核子数之比，称做为比 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。
四、质量亏损
1、例题：
中子的质量
2 1 =1.6749×10－27Kg 1 0
n H H