物理人教版（2019）选择性必修第三册5.3核力与结合能（共13张ppt）

(共13张PPT)
03.核力与结合能
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在原子核这校狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力非常大，但原子核还是稳定的，核子能够紧紧的束缚在一起没有飞散，说明核子之间还存在一种更强的力来维持原子核的稳定，我们把这种力称之为核力，也叫强力。
一.核力与四种基本相互作用
1. 四种基本相互作用：
①引力相互作用：万有引力
万有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；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：电磁力
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。同样距离的情况下比万有引力强1035倍。
③强相互作用：核力、强力
原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。强相互作用的作用范围只有约10-15m，只有相邻核子之间才有强相互作用。
④弱相互作用：弱力
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。弱相互作用力程比强相互作用更短，只有10-18m。
长程力
短程力
二.结合能
宏观上：物体要脱离中心天体的束缚，需要能量。例如宇宙飞船要脱离地球束缚需要达到11.2km/s的速度。
微观上：电离（电子脱离原子核的束缚）也需要能量，那个能量就是逸出功。可以通过碰撞、施加电场、吸收光子等途径使它得到相应的能量。
如果要把原子核里面的核子分开，同样需要能量，这个能量叫结合能。
二.结合能
1. 结合能：核子结合成原子核时释放的能量，或原子核分解成核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能.
注意：组成原子核的核子越多，它的结合能越大。
2.比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。
注意：比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
三.质量亏损
1.质能方程：爱因斯坦给出的表示物体的能量与它的质量的关系方程
E＝mc2或者 E＝ mc2
2.质量亏损：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。
注意：
①质量亏损表明原子核存在结合能。
②物体的质量包括静止质量和运动质量。质量亏损指的是静止质量的减少，这部分质量并没有消失或转化为能量，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。
③在核反应中仍然遵守能量守恒定律、质量守恒定律。
④质量是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
三.质量亏损
例1.已知中子的质量mn为1.6749×10-27kg，质子的质量mp为1.6726 ×10-27kg，氘核的质量mD为3.3436×10-27kg，求氘核的比结合能。
注意：①不同原子核的比结合能不一样
②核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比结合能都较小；中等核子数的原子核，比结合能较大（平均每个核子的质量亏损较大），这样的原子核比较稳定.
③当比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时，就可释放核能，核能就可以被利用了。
三.质量亏损
例2.对于核力，以下哪些说法是正确的(　　)
A．核力是弱相互作用，作用力很小
B．核力是强相互作用，是强力
C．核子之间的距离小于0.8×10－15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起
D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15m时，核力的变化规律更清楚
例3. 关于核力与结合能，下列说法不正确的是（　　）
A．核力是短程力，与核子间的距离有关，可为引力也可为斥力
B．核力具有饱和性和短程性，重核的中子数多于质子数
C．比结合能小的原子核合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能
D．原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子核越稳定
BC
D
例4.氦原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力,则三种力从大到小的顺序是(　　)
A.核力、万有引力、库仑力
B.万有引力、库仑力、核力
C.库仑力、核力、万有引力
D.核力、库仑力、万有引力
例5.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近(　　)
A.1036 kg B.1018 kg C.1013 kg D.109 kg
D
D
例6. (多选)下列关于结合能和比结合能的说法中,正确的有(　　)
A.核子结合成原子核时放出能量
B.原子核拆解成核子时要吸收能量
C.比结合能越大的原子核越稳定,因此它的结合能也一定越大
D.重核与中等质量原子核相比较,重核的结合能和比结合能都大
例7.关于核力的说法正确的是(　　)
A.核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用
B.核力就是电磁力
C.核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内
D.核力与电荷有关
AB
C
例8.原子物理中常把碳12原子质量的1/12叫作“原子质量单位”，用1u表示（1u＝1.6606×10-27kg）。请根据E＝mc2证明：lu相当于931.5 MeV的能量。已知光速c为2.997 9×108 m/s，元电荷e为1.6022×10-19C。
例9.一个铀核衰变为钍核时释放一个α粒子。在这个衰变过程中释放的能量等于多少焦耳？已知铀核的质量为3.853131×10-25kg，钍核的质量为3.786567×10-25kg，α粒子的质量为6.646 72×10-27kg。
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