第04节核力与结合能VIP专享VIP免费

第四节：核力和结合能能够克服强大的库仑斥力使质子能够紧密结合的力是万有引力？分析论证：•质子相互间距r的数量级为10-15m，质子质量m的数量级为10-27kg，质子的电量e的数量级为10-19C，万有引力常量G的数量级为10-11，静电力常量k的数量级为109，估算库仑力与万有引力的比值？3622711219922221010101010rmGrekFF万库一、核力•——组成原子核的每个相邻核子之间存在着一种很强的相互作用力，这个力使核子能够紧密结合在一起，这种力叫做核力。核力的性质•1、核力是强相互作用（强力）的一种表现，核力比库仑力大得多；•2、核力具有电荷无关性•3、每个核子只跟邻近的核子发生核力作用（饱和性）；•4、核力是短程力，在约0.5×10-15m~~2×10-15m的距离内主要表现为引力；在小于0.5×10-15m的距离内，核力又转变成斥力；在大于2×10-15m的距离时核力就迅速减小为零；例：•下列对核力的认识正确的是（）•A．核力是强相互作用的一种表现，比库仑力大得多•B．核力存在于质子和中子、中子和中子之间，质子和质子之间只有库仑斥力•C．核力是核子间相互吸引的力，是短程力•D．核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性ACD92号元素之后的原子核无法在自然状态下存在•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，越重的原子核，两者差距越多，为什么？•要将原子核拆成单个核子，必须需要吸收巨大的能量现象•——用高能量的γ光子照射氘核，可以使它分解质子和中子！nHH101121HHn2111102.22MeV2.22MeV二、结合能•结合能：将原子核拆散成单个核子所需要的能量或是将核子结合成原子核所放出的能量。nHH101121HHn211110【思考】•问题：结合能越大的原子核是不是越难拆散？8MeV15MeV三、平均结合能•——原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的平均结合能，其反映了一个原子核结合的紧密程度，平均结合能越大，核就越稳定。核反应与能量•有些核反应需要吸收能量，有些核反应需要放出能量，形如：nHH101121HHn211110HeThU422349023892例1：•如果要把分成8个质子和8个中子，要给它多少能量？要把它分成4个，要给它多少能量？•已知的核子平均结合能是7.89MeV，的核子平均结合能是7.07MeV。O168He42O168He42变形1：•中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕．若在此装置中发生核反应的方程是，已知、核的比结合能分别为EH=1.11MeV、EHe=7.07MeV，试求此核反应过程中释放的能量．•△E=4EHe−2•2EH=4×(7.07−1.11)MeV=23.84MeVH21He42HHn211110核能爱因斯坦的质能方程（重点）2mcE注意：1、质量和能量不能随时相互转化，只是说明质量和能量本身是同一个东西；2、两者只是纯粹的数值上的关系；3、核反应中质量守恒；物体的静止能量是它的总内能，包括分子运动的动能、分子间相互作用的势能、使原子与原子结合在一起的化学能、原子内使原子核和电子结合在一起的电磁能，以及原子核内质子、中子的结合能…….爱因斯坦的质能方程（重点）2mcE核能（J）（反应中释放的能量）质量亏损(kg)四、核能HHn2111101u=1.6605655×10-27kg一个质子的质量为1.0072765u一个中子的质量为1.0086649u一个氘核的质量为2.013553u核能特别重要！！JeVkgu192710602178.11106606.11MeVeVE5.931106.110998.2106606.1192827质量亏损1u，相当于放出931.5MeV，即：MeVmE5.931例：•三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量12.0000u，氦原子的质量为4.0026u。•1）、写出核反应方程•2）、核反应释放的核能为多少？饱和性