高中物理 第十九章 原子核 5 核力与结合能同步备课学案 新人教版选修
11页1、我带领班子成员及全体职工,积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习,同时认真学习业务知识,全面提高了自身素质,增强职工工作积极性,杜绝了纪律松散5 核力与结合能目标定位1.了解四种基本相互作用,知道核力的特点.2.能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因.3.认识原子核的结合能和质量亏损,并能应用质能方程进行计算一、核力与四种基本相互作用1核力原子核里的核子间存在着相互作用的核力,核力把核子紧紧地束缚在核内,形成稳定的原子核2核力特点(1)核力是强相互作用的一种表现,在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多(2)核力是短程力,作用范围在1.51015_m之内(3)每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性3四种基本相互作用(1)长程力:万有引力和电磁力,对于带电粒子,在相同距离上,电磁力要比万有引力强1035倍(2)短程力:发生在原子核内的强相互作用和弱相互作用弱相互作用是引起原子核衰变的原因,其力程比强力更短,为1018 m.【例1】(多选)关于核力,下列说法中正确的是()A核力是一种特殊的万有引力B原子核内只有质子和质子间有核力作用,而中子和中子之间
2、、质子和中子之间则没有核力作用C核力是原子核稳定存在的原因D核力是一种短程强力作用解析核力与万有引力、库仑力的性质不同,核力是短程力,作用范围在1.51015 m之内原子核的半径数量级在1015 m,所以核力只存在于相邻的核子之间,核力是原子核稳定存在的原因,故选C、D.答案CD核力特点记忆技巧:(1)核子既包括质子也包括中子,质子带电,中子不带电,所以核力与电荷无关(2)原子核非常小,所以核力属于短程力(3)质子间是库仑斥力,核力比库仑力大得多,属于强相互作用力二、原子核中质子与中子的比例1较轻原子核质子数与中子数大致相等2较重原子核中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多【深度思考】为什么轻核的质子数与中子数差不多,而较重的原子核中中子数大于质子数?答案(1)若质子与中子成对地构建原子核,由于核力是短程力,当原子核增大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了(2)若只增加中子,中子与其他核子没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定,所以稳定的重原子核中子数要比质子数多(3)由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性
3、,若再增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子,形成的核也一定是不稳定的【例2】下列关于原子核中质子和中子的说法,正确的是()A原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核里,质子数比中子数多C原子核都是非常稳定的D对于较重的原子核,由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,如果继续增大原子核,形成的核也一定是不稳定的解析自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,对于较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多因此正确答案选D.答案D三、结合能1结合能克服核力束缚,使原子核分解为单个核子时需要的能量;或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量2比结合能原子核的结合能与核子数之比,也叫平均结合能,比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定3比结合能曲线:不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图1所示图1从图中可看出,中等质量原子核的比结合能最大,轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小【深度思考】怎样区别和理解结合能与比结合能?答案结合能:把原子核分开成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量比结合能
4、:结合能与核子数的比值,比结合能能够反映核的稳定程度,比结合能越大表明原子核越稳定组成原子核的核子越多,它的结合能越高,但比结合能不一定越大,相对来说,比结合能更有意义它反映了原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度【例3】下列关于结合能和比结合能的说法中,正确的有()A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B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C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D中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大解析核子结合成原子核是放出能量,原子核拆解成核子是吸收能量,A选项错误;比结合能越大的原子核越稳定,但比结合能越大的原子核,其结合能不一定大,例如中等质量原子核的比结合能比重核大,但由于核子数比重核少,其结合能比重核反而小,B、C选项错误;中等质量原子核的比结合能比轻核的大,它的原子核内核子数又比轻核多,因此它的结合能也比轻核大,D选项正确答案D四、质量亏损(1)爱因斯坦质能方程:Emc2.(2)质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象(3)核子在结合成原子核时出现的质量亏损m,与它们在互相
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