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1、原子核的结合能,扬大附中东部分校 刘虎,宝贝：妈妈喊我们我们回家了,人类对煤和石油的依赖已经严重我们的生存环境,核能-能源中的后起之秀,你了解核能吗？,中子,质子,2.2MeV（ ）,?,问题一：核能的来源- 原子核的结合能,问题一：核能的来源- 原子核的结合能,当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生,一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量,结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的 能量或是将核子结合成原子核所放出的能量,问题一：核能的来源- 原子核的结合能,爱因斯坦,物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：,核子在结合成原子核时出现质量亏损，要放出
2、能量，大小为：,质能方程,问题二：核能的计算- 爱因斯坦的质能方程,3.3475 1027,在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子独自存在时的总质量，这两者的差额叫做质量亏损,问题二：核能的计算- 爱因斯坦的质能方程,3.3475 1027,理论值：,m=(mn+mp-m氘）=0.0039 1027kg,试验值：,2.22Mev,问题二：核能的计算- 爱因斯坦的质能方程,计算结合能时，先计算质量亏损m，在带入质能方程求出结合能,方法：,推广,推广,计算任意核反应中释放的核能，先计算质量亏损m，在带入质能方程求出核能。,核能,质量亏损,问题二：核能的计算- 爱因斯坦的质能方程,练习1：
3、原子质量单位1u=1.6606-27kg。试证明，1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能量光速c=3108m/s，1eV=1.602210-19J 练习2：已知1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。,932.80 MeV,28.30 MeV,结合能越大原子核是不是越难被拆散？ 即结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？,U-235,Li-6,问题三：核稳定程度的量度- 比结合能,【讨论与交流】,1）概念：原子核的结合能与核子数之比,2）理解：核子
4、结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。,比结合能：,3）意义：,它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。,问题三：核稳定程度的量度- 比结合能,a.中间大、两端小。 b. 中等质量的核最稳定。,比结合能曲线告诉我们：,活动：观察比结合能曲线并思考下列问题： 1、两个氘核发生核反应变成氦核是吸收还是放出能量？ 2、一个重核可以分裂为中等质量的核是吸收还是放出能量？,1）概念：原子核的结合能与核子数之比,3）意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。,4）规律：较轻核和较重核的核子平均结合能较
5、小,稳定性较差;中等质量核的核子平均结合能较大，稳定性较好。,2）理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。,比结合能：,问题三：核稳定程度的量度- 比结合能,目标检测,1、一下关于核力的说法正确的是 （ ） A、核力存在于任何核子之间 B、核力只存在于相邻的核子之间 C、核力与万有引力性质相同 D、核力是一种短程的强作用力,B、D,考查点：核力的性质,目标检测,2、联合国将2005年定为“国际物理年”，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中正确的是（ ) A、E=mc2
6、表明物体具有的能量与其质量成正比 B、 E=mc2中的E表示发生核反应过程中释放的核能 C、 根据E= mc2 可以计算核反应中释放的核能 D、 E= mc2 表示发生的质量亏损 m转变成为能量 E释放出来,A、C,3、当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3,中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量为： （ ）,目标检测,A、,C、,D、,B、,C,核反应方程为：,目标检测（拓展）,4、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常数为h，真空中的光速为c，下列说法正确的
7、是（ ）,A、核反应方程是,D、 光子的波长,C、辐射出的光子的能量 E=（m3-m1-m2)c2,B、聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3,B,目标检测（拓展）,5、已知原子核21084Po的质量为209.98287u，原子核20682Pb的质量为205.97446u，粒子的质量为4.00260u，静止的核Po在衰变中放出粒子后变成核Pb，求： （1）衰变过程中的质量亏损； （2）衰变过程中释放的能量； （3）衰变后的瞬间，粒子和Pb的动能之比。,小结,1、当核子结合成原子核时要_ (“吸收”或“放出”)一定的能量，原子核分解成核子时，要_ (“吸收”或“放出”)同样的能量，这个能量叫做
8、原子核的结合能。 2、结合能与核子数之比称_,平均结合能_ (“越大”“越小”)表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 3、求解原子核的结合能的方法是：,吸收,放出,比结合能,越大,面对煤和石油利用中产生的温室效应、环境污染等问题，世界各国都对核能的发展给予极大兴趣。核能是一种清洁、安全、技术成熟的能源,但是迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分，如果人类在探索中能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量。,结束语,这个光荣而由艰巨的任务，就有同学们去完成了！,作业：,1、上交作业 导学案,2、课后思考：利用核能有哪几种途径？ 预习第五节 裂变和聚变,欢迎批评指导,