第3节 核力与核反应方程（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

第三节　核力与核反应方程 核心素养导学 物理观念 (1)知道原子核的组成和核反应方程的书写。 (2)知道四种基本相互作用，知道核力的性质。 (3)认识原子核的结合能和比结合能的概念。 (4)知道质量亏损和质能方程。 科学思维 能用质量亏损和质能方程计算核能相关的问题。 科学探究 结合能、比结合能与原子核的稳定性的关系。 科学态度与责任 关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。 一、原子核的组成　核反应方程 1．质子的发现 1919年，卢瑟福用______轰击氮原子核，发现了____，它是______的组成部分。 2．中子的发现 因实际上绝大部分原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些，卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，称为中子。后来，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。 α粒子 质子 原子核 质子和中子 核子 高速粒子 粒子 原子核 反应能 守恒 二、核力及四种基本相互作用 1．强相互作用——核力：存在于原子核的核子之间很强的相互作用力，是引力、强力、______力。 2．万有引力：引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系，是自然界的一种基本相互作用。 3．电磁相互作用：_____间的相互作用、磁体间的相互作用，其本质上说是同一种相互作用的不同表现。宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等，都起源于电荷之间的电磁相互作用。 4．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，也是短程力，其力程比强相互作用更短，只有10－18 m。 短程 电荷 三、结合能 1．结合能 (1)定义：核子结合成原子核时会放出一定的_____，这个能量叫作原子核的结合能。 (2)比结合能(平均结合能)：原子核的结合能与_______之比，叫作比结合能。比结合能_____，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 能量 核子数 越大 2．质量亏损 (1)爱因斯坦质能方程：___________。 (2)质量亏损：原子核的质量_____组成它的核子的质量之和的现象。 ΔE＝Δmc2 小于 1.1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子——质子。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分。绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。 请对以下说法作出判断： (1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。 ( ) (2)原子核的电荷数等于核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。 ( ) (3)同位素具有不同的化学性质。 ( ) (4)原子核的电荷数就是原子核所带的电荷量。 ( ) (5)原子核的质量数就是原子核内质子和中子的总质量。 ( ) × √ × × × 2．质子的质量mp＝1.67×10－27 kg，电荷量q＝1.6×10－19C，相距r＝1.0×10－15m的两个质子。 (1)它们的静电力和万有引力分别多大？ (2)这两个质子能否靠万有引力克服静电力排斥而吸在一起？ 3．(1)将一个质子和一个中子结合成一个氘核，能量减小了，是否违反了能量守恒定律？为什么？ (2)将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了，是否违反了质量守恒定律？为什么？ 提示：(1)没有违反能量守恒定律；减少的这部分能量以γ光子的形式释放出去。 (2)没有违反质量守恒定律；减小的那部分质量等于γ光子的动质量。 新知学习(一)|原子核的组成与数量关系 [任务驱动] 汤姆孙通过确定阴极射线的电性和电荷量，猜测电子来源于原子，通过换用不同的材料作阴极得到相同的阴极射线，证明了电子是原子的组成部分；天然放射线是从原子核中射出的，使人们认识到原子核可分，进而才有质子、中子的发现。 (1)质子是由谁发现的？怎样发现的？ 提示：卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子。 (2)中子是由谁发现的？依据是什么？ 提示：查德威克发现中子。发现依据：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况下前者的比值较大，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。查德威克通过实验证实了这个猜想。 2．对核子数、电荷数、质量数的理解 (1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫作核子数。 (2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。 (3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子