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(共15张PPT)
横县百合完全中学
韦衍虎
18276143537
5.3 核力与结合能
问题导入
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
存在核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力。
一、核力与四种基本相互作用
1.引力相互作用
引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。
2.电磁相互作用
电荷间与磁体间的相互作用
宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。
弹力
3.强相互作用
原子核中的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。
p
n
n
p
p
n
短程力：约在10-15m量级时起作用
4.弱相互作用
在某些放射现象中起作用的另一种基本相互作用
弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子一质子转变的原因。
短程力：约在10-18m量级时起作用
二、结合能
→引力势能
→动能
→内能
损失能量
补充能量
自由核子形成原子核所释放的能量，或者原子核重新分为自由核子，需要吸收的能量，叫做原子核的结合能。
损失能量
两很远的物体
思考：如果结合能越大，就说明把原子核分开，所需要的能量越大，是不是就意味着原子核越稳定吗？
原子核越大
→核子个数越多
→但不能说明它稳定
平均到每一个核子的结合能大小来反应原子核的稳定性。
→结合能越大
结合能
核子数
比结合能=
Fe
三、质量亏损
原子核的结合能很难直接测量。幸好，爱因斯坦已经给我们指出了物体的能量与它的质量的关系，即
E = mc2
质子：mp=1.6726×10-27kg
中子：mn=1.6749×10-27kg
结合时的质量差
→结合能
质量变化时，表达式为：△E = △mc2
课本例题
已知中子的质量mn=1.6749×10-27kg，质子的质量mp=1.6726×10-27kg，氘核的质量mD=3.343×10-27kg，求氘核的比结核能。
解：
△m=（mn+mp）-mD=3.90×10-30kg
△E =△mc2=3.90×10-30×（3.00×108）2=3.51×10-13J
能量单位常常使用电子伏特1eV=1.6×10-19J
氘核的比结合能：
通过这个例题可以看出，原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的结合能。
原子核
能量
质量亏损
光
中子
质子
课堂练习
例1：下列说法正确的是（ ）
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.核反应中发现的"质量亏损"是消失的质量转变为能量
D.因为在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
B
课堂练习
例2：关于质能方程，下列说法正确的是（ ）
A.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量
B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值
C.物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系
D.一定量的质量总是与一定量的能量相联系的
BD
课堂练习
例3：质子、中子和氘核的质量分别为 m1、m2和 m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是（ ）
A.m3c2
B. (m1 +m2)c2
C.(m3-m2-m1)c2
D.(m1+m2-m3)c2
D
课堂小结
一、核力与四种基本相互作用
①四种相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用
②核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力
二、结合能
三、质量亏损
①结合能：自由核子形成原子核所释放的能量，或者原子核重新分为自由核子，需要吸收的能量。
②比结合能：原子核的结合能与核子数之比。
△E = △mc2

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