5.3核力与结合能-高中物理 人教版（2019）选择性必修第三册同步课件(共17张PPT)

(共17张PPT)
核力与结合能的课件
学习目标
1.了解四种基本相互作用,知道核力的性质。
2.知道原子核的结合能和比结合能的概念。
3.知道什么是质量亏损,能应用爱因斯坦质能方程进行计算。
思维导图
新课引入新知初感悟

引入新课——核力
在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散？会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢？
今天就来学习这方面的内容：核力与结合能。
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---质子转变的原因。
短程力：约在10-18m量级时起作用
作用对象 特点 作用范围 举例
引力相互作用
电磁相 互作用
强相互 作用
弱相互 作用
一切物体之间
随距离增大而减弱
长程力，宏观
重力
电荷间、电流间、磁体间
引力相互作用
长程力，宏观
弹力、摩擦力
组成原子核的核子之间
距离增大时，急剧减小
短程力，微观
核力
基本粒子之间
距离增大时，急剧减小，比强相互作用小得多
基本粒子间的力
短程力，微观
3、四种基本相互作用的对比
引起原子核β衰变的原因
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。
1.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。
三、质量亏损
2.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
思考：将一个质子和一个中子结合成一个氘核，能量减小了，是否违反了能量守恒定律？为什么？
没有违反能量守恒定律；减小的这部分能量以γ光子释放出去。
思考：将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了，是否违反了质量守恒定律？为什么？
没有违反质量守恒定律；减小的那部分质量等于γ光子的动质量。
三、质量亏损
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