高二物理3-5 核力与结合能

原子核质子（带正电）中子统称为核子知识回顾：原子核的组成思考：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么能够挤在一起而不飞散？猜想：万有引力？回顾：122mmF=Gr引122qqF=kr库中子质子原子核示意图存在第三种力——核力，是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。一、核力1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。中子质子原子核示意图2、特点（1）.核力是强相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。（2）.核力是短程力。约在10-15m数量级时起作用，距离大于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，因此核子不会融合在一起。（3）.核力与电荷无关。核力与核子电荷无关。（4）.核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系。2Emc爱因斯坦的质能方程结合能的计算把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：2Emc五、质量亏损中子的质量=1.6749×10－27Kg质子的质量=1.6726×10－27Kg氘核的质量=3.3436×10－27Kg质量亏损Δm=质量亏损Δm例题：请计算一下方程左右的质量亏损112011n+HH+γ结合能ΔE=例题：请计算核反应释放的能量112011n+HH+γ爱因斯坦的质能方程：E＝mc2五、质量亏损△m=0.0039×10－27Kg质量亏损:△E=△mc2=0.0039×10-27×(3×108)2J=3.51×10-13J又1eV=1.60×10-19J∴△E=2.19×106eV=2.19MeV1、核子结合成原子核，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;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.2、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.3、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，因此质量守恒定律不被破坏。有关问题的理解和注意事项4、国际单位：常用单位:m用“u”(原子质量单位)1u=1.660566×10-27kg，c=2.9979×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．ΔE用“mc2”，1u=931MeV(表示1u的质量变化相当于931MeV的能量改变)5、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.m用“kg”，c用“m/s”，E用“J”典例探究A.反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和B.反应前后质量数不变，因而质量不变C.核子结合成氘核时，一定释放核能D.γ光子具有的能量为，Δm为核反应中的质量亏损2mc例1：中子和质子结合成氘核，同时释放γ光子，核反应方程是,下列说法正确的是（）102111HH+nACD课后3例2碳原子质量的1/12叫做原子质量单位，用u表示。试证明1u相当于931MeV。证明：碳原子的摩尔质量为M=12g/mol，所以一个碳原子质量为m=M/NA=1.993×10-26kg所以1u=m/12=1.6606×10-27kg代入公式E=mc2得：E=1.4924×10-10J=931MeV例题:（原子量为232.0372）衰变为（原子量为228.0287）时，释放出粒子（的原子量为4.0026）。写出衰变方程，并且计算衰变过程中释放的能量。U23892Th23490He42解：衰变方程HeThU422349023892衰变后的质量亏损=232.0372u(222.0287u+4.0026u)=0.0059um释放的能量2mcE=0.0059931.5MeV=5.5MeV