5.3 核力与结合能 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

5.3 核力与结合能 学习目标 1、知道核力的概念和特点，了解自然界存在的四种基本相互作用 2、知道稳定原子核中质子与中子的比例随原子序数的增大而减小 3、知道并理解原子核的结合能和比结合能的概念。 4、知道什么是质量亏损,能应用爱因斯坦质能方程进行计算。 一、核力与四种基本相互作用 （1）定义：使核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核的力 ①核力是一种强相互作用。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多（比库仑力强137倍）。 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；距离小于0.8×10-15m时为斥力， 因此核子不会融合在一起； 距离为10×10-15m时核力几乎消失。 1、核力 （2）特点： ③核力具有饱和性，即每个核子只跟相邻的核子产生核力作用。 ④ 核力与电荷无关，存在于质子、质子间,中子、中子间，质子、中子间 3、四种基本相互作用 （3）强相互作用 （4）弱相互作用 短程力 弱相互作用引起β衰变 长程力 （1）万有引力 （2）电磁相互作用 相同距离上，电磁力是万有引力的1035倍 作用范围10-15m 作用范围10-18m 2、弱相互作用 (1)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. (2)弱相互作用是短程力，其力程只有10-18 m. 3 练习、(2021·江西高二期中)关于核力，下列说法正确的是(　　)A．核力的作用范围只有约10－15 mB．核力本质上属于电磁相互作用C．中子和中子之间不会有核力作用D．核力减小是发生β衰变的原因 A 1、结合能：将原子核分解成自由核子所需要的能量，叫原子核的结合能。 2、比结合能：原子核的结合能与其核子数之比，称为比结合能. （2）核子数较小的轻核和核子数较大的重核比结合能都较小，中等核子数的原子核比结合能较大，即中等核子数的原子核比较稳定. 二 结合能 （3）当比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时，释放能量。反之，吸收能量 这个能量也是核子结合成原子核时释放的能量。 平均到每一个核子的结合能大小来反应原子核的稳定性 （1）比结合能越大，表示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．比结合能越大，原子核越稳定. 铁（Fe） 原子比较稳定 5 (1)结合能大的原子核，比结合能不一定大；结合能小的原子核，比结合能不一定小。 (2)判断原子核稳定性，比较比结合能的大小，而不是比较结合能的大小，比结合能越大，原子核越稳定。　 (3)核的大小与原子核稳定的关系方面：中等大小核的比结合能最大、原子核最稳定。　 方法归纳： 练习、(多选)对结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是(　　) A．核子结合为原子核时，一定释放能量 B．核子结合为原子核时，可能吸收能量 C．结合能越大的原子核越稳定 D．比结合能越大的原子核越稳定 AD 练习、(多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正确的有(　　) CD B 1、定义：组成原子核的核子总质量与新原子核质量之差，叫核的质量亏损。 2、质能方程：原子核释放能量时，要产生质量亏损.物体的能量与质量之间存在着密切的联系，即 E=mc2 ΔE=Δmc2 或 三 质量亏损 （4）在核反应中仍然遵守能量守恒定律、质量守恒定律. （2）质量是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度. （3）质量和能量之间是不能转化的。质量亏损并不是这部分质量消失或转化为能量，只是静止质量减少. （1）E=mc2表明物体的能量与其质量成正比，具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，满足E=mc2，这里所说的总能量，不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种能量的总和。 3、说明： 10 ①质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一属性(质量和能量)等同起来； ②质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在数值上的联系决不等于这两个量可以相互转化； ③质量亏损不是否定了质量守恒定律。根据爱因斯坦的相对论，辐射出的γ光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立。 4、质能方程的本质： 练习、下列有关质能方程的说法中，正确的是（ ） A.爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化 B.由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度 C.核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量 D.因为在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒、系统的总