资源简介

(共16张PPT)
5.3 核力与结合能
1. 核力与四种基本相互作用
一、核力的一般性质
电磁力（排斥力）和万有引力（可以忽略）
高密度的原子核1014克/立方厘米
核力的特点：
1、短程力
2、饱和性
3、强相互作用
4、与电荷无关
5、极短程为斥力
6、与自旋有关
核力的特点：
1、短程力 作用半径飞米
2、饱和性
原子的结合能正比于原子核的大小
四大基本相互作用
作用类型 相对强度 作用半径
强相互作用 1 10fm
电磁作用 10-2 无穷
弱相互作用 10-13 0
引力作用 10-39 无穷
物理——尺度的科学
强、弱相互作用——主宰微观世界
电磁相互作用——主宰日常生活
引力相互作用——天体力学
从某种意义上说，物理是一种尺度的科学
2. 结合能与质量亏损
质量亏损
其中性原子的质量为
另一方面，
显然
可见，核子结合构成原子后总质量减少了，通常我们称之为质量亏损。
由上面的讨论我们知道，原子核由中子和质子组成，但实验表明，核的质量并不等于相应的质子和电子质量之和，比如对元素
由四个氢原子（质子+电子）和五
个中子构成，相应的质量和为
根据Einstein的质能公式
或者
原子核形成过程中，质量减少了，减少的质量必然以能量的形式放了出来，这种能量称为结合能。
2.结合能
质量和能量的当量关系多大呢？下面我们来看看1u的质量合多大能量。
即
故Be的总结合能为
对于Be原子核
我们以A为横轴，
为纵轴，描绘出不同核素
的曲线，由这条曲线，我们可以得到如下几点结论：
3.核子的平均结合能（比结合能）
1）
是原子核稳定性的标志，
越大，相应
之间的核，
近似为常数，且较大
2）
的核就越稳定；
3）轻核（A较小）和重核（A较大）的平均结合能都比较小，因此，轻核的聚变和重核的裂变都有能量放出，这就是通常所说的聚变和裂变的原子能，这个能量是相当大的。比如
当一个
裂为两个质量中等的核
左右,则每个核子放出1MeV的能量，因此
的核放出的能量约为200MeV，而一克
含有
(个核）
在裂变反应中放出的能量大约为
而
，故上式
一克
一个
这相当于2.5吨煤的燃烧热。
3. 拓展：核力的介子理论
二、核力的介子理论
经典电磁理论
——超距作用
量子电动力学
——非超距
“虚光子”
1935，汤川秀树，介子理论
虚粒子的静质量
思考与练习
有人认为，原子核内核子距离很近，因此万有引力非常大，所以原子核非常稳定。
请简要评价这一观点。

展开更多......

收起↑