4.1 核力与核能 课件-福建省莆田第二中学2020-2021学年高二物理鲁科版选修3-5

第1节 核力与核能 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？ 原子核 质子（带正电） 中子 猜想：万有引力？ 理论验证： 质子相互间距数量级是10-15m；质子质量数量级10-27kg 质子量电量数量级10-19kg；万有引力常量数量级10-11静电力常量数量级109 结论：万有引力太小，只有库仑力的10-35到10-36之间 。 复习巩固 1.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星系团，决定了宇宙的现状和未来。 四种相互作用 3.强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。 2.电磁力：在原子核外，电磁力使电子结合成分子，使分子结合成液体与固体。 电磁力和万有引力都是“长程力”，即它们可以作用到无限远的距离，当然距离越远，力就越小 4.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子－质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。 物理学有一条理论：叫做简单才是美。能否将这四条理论统一起来呢？ 猜想： 有第三种力--核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。 原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。 一、核力与核的稳定性 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（强相互作用，也叫强力）． 2. 核力是短程力。约在 10-15m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。 1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。 3. 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。 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。 特 点 请同学们找出元素周期表，分析随着原子序数的增大，质子数与中子数有什么关系？ 结论： 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。 质子数 中子数 稳定的核素 实际存在的原子核 原因分析： 核越大，核子间距离增大 库仑力