5.3核力与结合能—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修三课件

第五章 原子核 第3节 核力与结合能 问题引入 原子核是由中子和质子构成的。在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢？ 一、核力与四种基本相互作用 现代物理学认为，自然界存在着四种基本相互作用，即引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。 物理学家们发现，原子核中核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。这种作用称为强相互作用。 19世界末20世纪初，物理学家发现了放射现象。后来发现，在某些放射现象中起作用的还有另一种相互作用，称为弱相互作用。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。 二、结合能 思考与讨论 氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量。反过来，4个核子结合成氦原子核要放出能量。那么，把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量有什么关系呢？ 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． 比结合能： 原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．中等大小的核的比结合能最大，最稳定． 三、质量亏损 1．质能方程 物体的能量与它的质量的关系是：E＝mc2. 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． 质量亏损Δm的理解 所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给． 2．质能方程E＝mc2的理解 (1)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. (2)运用质能方程时应注意单位．一般情况下，公式中各量都应取国际单位制单位．但在微观领域，用国际单位制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1 u对应931.5 MeV能量． 原子核的比结合能 结合能 把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量 比结合能 等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度 比结合能曲线 不同原