人教版高中物理选修1-2第三章 核能第四节裂变和聚变教学课件(共29张PPT)

人教版选修1-2 《高中物理》 第三章 核能 第四节 裂变和聚变 3.4《裂变和聚变》 教学目标 1、知识与技能 （1）知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量； （2）知道什么是链式反应； （3）会计算重核裂变过程中释放出的能量； （4）知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点 （5）了解聚变反应的特点及其条件； （6）了解可控热核反应及其研究和发展； （7）知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。 2、过程与方法 （1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力； （2）通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。 3、情感、态度与价值观 （1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系； （2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性； （3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。 1.核裂变：物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能的反应叫做核裂变． 一.核裂变 2、铀核的裂变 （1）发现：1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。 （2）裂变产物 多种多样 + → + + + → + + 请计算铀裂变时释放的能量 已知铀核裂变的反应： + → + + 求：该核反应释放的能量 1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量． 用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应． 3、链式反应 由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应． 使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。 发生链式反应的条件： 铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。 原子弹 “小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑． 在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所有的动物全部死亡． “原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉．我是死神，我是世界的毁灭者．” 原子弹 美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37% ． 原子弹 原子弹 在山田须磨子（一位当年的爆炸目击者）的一幅画：在遥远的广岛上空，原子弹爆炸后发出彩虹一般绚丽的光芒。 广岛红十字医院里，一个严重烧伤的学生仰面躺在一张草席上。他的五官几乎全被原子弹爆炸产生的热浪抹掉了。四天后他死了。 倒塌的钢架结构建筑物 原子弹 中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图 氚 核 氘核 中子 氦-4 核聚变 1 、 轻核的聚变（热核反应） 某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。 二、核聚变 轻核的聚变: 根据所给数据,计算下面核反应放出的能量: 氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u 2、发生聚变的条件: 使原子核间的距离达到10-15m 3、实现的方法有: 1）用加速器加速原子核； ２）把原子核加热到很高的温度； 108～109K 聚变反应又叫热核反应 ２）把原子核加热到很高的温度； 不经济 核聚变的利用——氢弹 三种炸药： 普通炸药 Ｕ235 氘、氚 爆炸 裂变 聚变 弹体 引爆装置 小型原子弹 氘、氚、重氢化钾等 铀235 外壳 普通炸药 氢弹爆炸形成的磨姑云 热核反应和裂变反应相比较，具有许多优越性。 三、受控热核反应——核聚变的利用 可控热核反应将为人类提供巨大的能源,和平利用聚变产生的核量是非常吸引人的重大课题，我国的可控核聚变装置“中国环流器1