2012【优化方案】精品课件：人教物理选修1-2第3章 核能 本章优化总结
文档属性
| 名称 | 2012【优化方案】精品课件：人教物理选修1-2第3章 核能 本章优化总结 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 420.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-12-21 08:03:40 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
本章优化总结
专题归纳整合
章末综合检测
本章优化总结
知识网络构建
知识网络构建
专题归纳整合
衰变及其规律
1．放射性元素的衰变
(1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的，它们能够自发地放射出某种粒子而衰变成新的原子核．
(2)衰变遵守以下规律：a.质量数守恒；b.电荷数守恒；c.能量守恒；d.动量守恒．
(4)三种射线的实质和特征．
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高
频电磁波)
穿透本领 最弱
用纸能挡住 较强
穿透几毫
米厚的铝板 最强
穿透几厘
米厚的铅板
对空气的
电离作用 很强 较弱 很弱
3.半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫这种元素的半衰期．
(2)半衰期的有关计算
由以上两式联立解得
n＝(A－A′)/4，
m＝(A－A′)/2－Z＋Z′.
由此可见确定衰变次数可归结为求一个二元一次方程组的解．有了这个方程组，确定衰变次数就十分方便．
实际确定方法：根据β衰变不改变质量数，首先由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷数守恒确定β衰变次数．
例1
(2011年高考海南卷)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和________．
A．X1―→137 56Ba＋10n
B．X2―→131 54Xe＋ 0－1e
C．X3―→137 56Ba＋ 0－1e
D．X4―→131 54Xe＋11p
【精讲精析】 根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78，137Cs的中子数为137－55＝82.
【答案】 B C 78 82
质量亏损和核能
1．质量亏损
组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫质量亏损．
注意：质量数与质量是两个不同的概念．
2．质能方程
E＝mc2即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比．
核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应的减少，即ΔE＝Δmc2.
原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量ΔE＝Δmc2.
3．获得核能的途径
(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积．
(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．
4．核能的有关计算
(1)根据质量亏损计算
根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速(3×108 m/s)的平方，
即ΔE＝Δmc2.①
(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，
即ΔE＝Δm×931.5 MeV.②
注意：式①中Δm的单位为kg，式②中Δm的单位是u，ΔE的单位是阿MeV.
例2
两个动能均为0.35 MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子．已知氘核的质量为3.3426×10－27 kg，氦核的质量为5.0049×10－27 kg，中子的质量为1.6745×10－27 kg.设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子的动能，求氦核的动能．
【精讲精析】 两个氘核发生聚变的质量亏损与放出的能量分别为
Δm＝2mH－mHe－mn
＝(2×3.3426×10－27－5.0049×10－27－1.6745×10－27) kg＝5.8×10－30 kg，
ΔE＝Δmc2＝5.8×10－30×(3×108)2 J
＝5.22×10－13 J＝3.26 MeV.
两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒，由此有
mHvH－mHvH＝mHevHe－mnvn.
两个氘核发生聚变的过程，由能量守恒有
【答案】 0.99 MeV
【方法总结】 两个氘核正碰其动量大小相等、方向相反，总动量为零．由聚变过程动量守恒可知，聚变后氦核与中子的动量同样大小相等、方向相反，则有pHe＝pn.再由动能与动量大小的关系式Ek＝ 可知，聚变后氦核与中子的动能之比为
＝ .
又由聚变过程能量守恒有
EkHe＋Ekn＝2EkH＋ΔE.
由以上两式求出氦核动能EkHe.
章末综合检测
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衰变及其规律
1．放射性元素的衰变
(1)原子序数大于83的原子核都是不稳定的，它们能够自发地放射出某种粒子而衰变成新的原子核．
(2)衰变遵守以下规律：a.质量数守恒；b.电荷数守恒；c.能量守恒；d.动量守恒．
(4)三种射线的实质和特征．
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高
频电磁波)
穿透本领 最弱
用纸能挡住 较强
穿透几毫
米厚的铝板 最强
穿透几厘
米厚的铅板
对空气的
电离作用 很强 较弱 很弱
3.半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫这种元素的半衰期．
(2)半衰期的有关计算
由以上两式联立解得
n＝(A－A′)/4，
m＝(A－A′)/2－Z＋Z′.
由此可见确定衰变次数可归结为求一个二元一次方程组的解．有了这个方程组，确定衰变次数就十分方便．
实际确定方法：根据β衰变不改变质量数，首先由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷数守恒确定β衰变次数．
例1
(2011年高考海南卷)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和________．
A．X1―→137 56Ba＋10n
B．X2―→131 54Xe＋ 0－1e
C．X3―→137 56Ba＋ 0－1e
D．X4―→131 54Xe＋11p
【精讲精析】 根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78，137Cs的中子数为137－55＝82.
【答案】 B C 78 82
质量亏损和核能
1．质量亏损
组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫质量亏损．
注意：质量数与质量是两个不同的概念．
2．质能方程
E＝mc2即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比．
核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应的减少，即ΔE＝Δmc2.
原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量ΔE＝Δmc2.
3．获得核能的途径
(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积．
(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．
4．核能的有关计算
(1)根据质量亏损计算
根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速(3×108 m/s)的平方，
即ΔE＝Δmc2.①
(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，
即ΔE＝Δm×931.5 MeV.②
注意：式①中Δm的单位为kg，式②中Δm的单位是u，ΔE的单位是阿MeV.
例2
两个动能均为0.35 MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子．已知氘核的质量为3.3426×10－27 kg，氦核的质量为5.0049×10－27 kg，中子的质量为1.6745×10－27 kg.设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子的动能，求氦核的动能．
【精讲精析】 两个氘核发生聚变的质量亏损与放出的能量分别为
Δm＝2mH－mHe－mn
＝(2×3.3426×10－27－5.0049×10－27－1.6745×10－27) kg＝5.8×10－30 kg，
ΔE＝Δmc2＝5.8×10－30×(3×108)2 J
＝5.22×10－13 J＝3.26 MeV.
两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒，由此有
mHvH－mHvH＝mHevHe－mnvn.
两个氘核发生聚变的过程，由能量守恒有
【答案】 0.99 MeV
【方法总结】 两个氘核正碰其动量大小相等、方向相反，总动量为零．由聚变过程动量守恒可知，聚变后氦核与中子的动量同样大小相等、方向相反，则有pHe＝pn.再由动能与动量大小的关系式Ek＝ 可知，聚变后氦核与中子的动能之比为
＝ .
又由聚变过程能量守恒有
EkHe＋Ekn＝2EkH＋ΔE.
由以上两式求出氦核动能EkHe.
章末综合检测
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