思易學教育-選修3-5第十九章第5-8節(jié)核力與結合能;重核的裂變;核聚變;粒子和宇宙

1、年級高三學科物理版本人教實驗版內(nèi)容標題內(nèi)容標題第十九章原子核第5~8節(jié)編稿老師編稿老師楊義【本講教育信息本講教育信息】一.教學內(nèi)容：選修3—5第十九章原子核第五節(jié)核力與結合能第六節(jié)重核的裂變第七節(jié)核聚變第八節(jié)粒子與宇宙二.知識內(nèi)容（一）核力與結合能1.核力：（1）原子核里的核子間有第三種相互作用存在，即核力。是核力把核子緊緊束縛在核內(nèi)。（2）特點：①核力是強相互作用（強力）的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫侖力大得多。②核力是短程力

2、，作用范圍在1.51015m之內(nèi)。③每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用，這種性質稱為核力的飽和性。2.四種基本相互作用（1）萬有引力；（2）電磁力；以上兩種力都屬于長程力；（3）核力；（4）弱相互作用（弱力）；以上兩種力都屬于短程力。3.原子核中質子與中子的比例：自然界中較輕的原子核，質子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核，中子數(shù)大于質子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多4.結合能：（1）定義：原子核是核子結合在一起構成的，要把它們分開，

3、也需要能量，這就是原子核的結合能.（2）比結合能：原子核的結合能與核子數(shù)之比，稱做比結合能，也叫平均結合能。比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，中等大小的核的比結合能最大。5.質量虧損：（1）質能方程：物體的能量與它的質量之間的關系是：2Emc?（2）質量虧損：原子核的質量小于組成它的核子的質量之和，這個現(xiàn)象叫做質量虧損，質量虧損表明，的確存在著原子核的結合能。由a個質子和b個中子結合成質量為mD的原子核其質量虧損

4、為：Δm=ampbmn—mD根據(jù)愛因斯坦質能方程式可知，這些核子在結合成原子核過程放出的能量（數(shù)值上等于該原子的結合能）：ΔE=Δmc2=（ampbmn—mD）c2（二）重核的裂變?nèi)?重點、難點解析核能的計算是原子物理的重要方面和高考的熱點問題，其基本方法是：（1）根據(jù)質量虧損計算，步驟如下：①根據(jù)核反應方程，計算核反應前和核反應后的質量虧損△m。②根據(jù)愛因斯坦質能方程或ΔE=Δmc2計算核能。2Emc?③計算過程中△m的單位是千克，△

5、E的單位是焦耳。（2）利用原子質量單位u和電子伏特計算。①明確原子單位u和電子伏特間的關系由1u=1.66061027kg，leV=1.61019J。得=931.5MeV。2Emc?②根據(jù)1原子質量單位（u）相當于931.5MeV能量，用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數(shù)乘以931.5MeV，即：△E=△m93l.5MeV。③上式中，△m的單位是u，△E的單位是MeV。（3）利用平均結合能來計算核能原子核的結合能=核子的平均結合

6、核能核子數(shù)，核反應中反應前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結合能與反應后生成的所有新核的總結合能之差，就是該次核反應所釋放（或吸收）的核能。（4）根據(jù)能量守恒和動量守恒來計算核能參與核反應的粒子所組成的系統(tǒng)，在核反應過程中的動量和能量是守恒的，因此，在題給條件中沒有涉及質量虧損，或者核反應所釋放的核能全部轉化為生成的新粒子的動能而無光子輻射的情況下，從動量和能量守恒可以計算出核能的變化。（5）應用阿伏伽德羅常數(shù)計算核能若要計算具有宏觀質量的物質中所

7、有原子核都發(fā)生核反應所放出的總能量，應用阿伏伽德羅常數(shù)計算核能較為簡便。①根據(jù)物體的質量m和摩爾質量M由求出摩爾數(shù)，并求出原子核的個數(shù)：mnM?N=NAn=。AmNM②由題設條件求出一個原子核與另一個原子核反應放出或吸收的能量E0（或直接從題目中找出E0）。③再根據(jù)E=NE0求出總能量。【典型例題典型例題】[例1]下列說法中正確的是（）A.愛因斯坦質能方程反映了物體的質量就是能量，它們之間可以相互轉化B.由可知，能量與質量之間存在著正比