第五节核力与结合能1.ppt

中子中子质子质子原子核示意图原子核示意图（（1）核子之间存在万有引力）核子之间存在万有引力核子以什么力结合成原子核？核子以什么力结合成原子核？（（2）质子之间存在比万有引）质子之间存在比万有引 力更强大的库仑斥力力更强大的库仑斥力3）原子核的结构是非常牢固）原子核的结构是非常牢固的核力：使核子结合在一起的强相互作用核力：使核子结合在一起的强相互作用 核力存在于质子之间、中子之核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间间及中子与质子之间，即核子之间中子质子原子核示意图原子核示意图 核力是只在核力是只在1.5×10－－15m距离内起距离内起作用的短程强相互作用力核力在大作用的短程强相互作用力核力在大于于0.8×10－－15m时表现为引力，时表现为引力，小于小于0.8×100.8×10－－1515m m时表现为斥力时表现为斥力只有相邻只有相邻的核子之间才有核力作用的核子之间才有核力作用入射的光子的能量至少是入射的光子的能量至少是2.22MeV 2.22MeV 以以γγ光子的形式向外辐射光子的形式向外辐射2.22MeV2.22MeV出去出去 氘核氘核2.2MeV中子中子质子质子氘核氘核2.2MeV中子中子质子质子 结合能 当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量。

这个能量叫做原子核的结合能，也叫核能 比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定平均结合能平均结合能核子的平均结合能随质量数的变化核子的平均结合能随质量数的变化z核子平均质量核子平均质量平均结合能平均结合能核子的平均结合能随质量数的变化核子的平均结合能随质量数的变化z 从相对论得出，物体的能量和质量从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系之间存在如下密切联系 爱因斯坦的爱因斯坦的质能方程质能方程表明：表明：物体具有的能量与它的质量之间物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系存在着简单的正比关系 * *质量亏损质量亏损 把组成原子核的核子的质量与原子核的把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损质量之差叫做核的质量亏损 核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：能量，大小为：例：例：氦核是由氦核是由2 2个质子和个质子和2 2个中子组成的个中子组成的1 1个质子个质子的质量的质量m mp p=1.007277u=1.007277u，，1 1个中子的质量个中子的质量m mn n=1.008665u=1.008665u，氦核的质量为，氦核的质量为4.001509u4.001509u。

这里这里u u表表示原子质量单位，示原子质量单位，1u=1.660566×101u=1.660566×10-27-27kgkg，由上述，由上述数值，请计算核子结合成氦原子核时释放的能量是数值，请计算核子结合成氦原子核时释放的能量是多少多少MeVMeV？？注：若注：若Δm的单位取的单位取“原子质量单位原子质量单位” 符号为符号为“u”，，1u=1.6606 × 10–27 kg 1u相当于相当于931.5 Mev的能量的能量①①写出核反应方程写出核反应方程②②计算质量亏损计算质量亏损Δm③③根据质能方程根据质能方程Δ E = ΔmC2计算核能计算核能 ④④注意质量单位取注意质量单位取kg 和和u的不同，若以原子质量（的不同，若以原子质量（u））为单位，可直接用为单位，可直接用ΔE=Δm(u)×931.5MeV.核能的计算步骤核能的计算步骤以以γγ辐辐射射的的形形式式释释放放能能量量，，光光子子是是有有动动质质量量的的( (静静质质量量为为零零) )，，它它的的动动质质量量与与2 21 1H H核核的的质质量量亏亏损损相等 原子核的质量亏损并不破坏质量守恒定律．原子核的质量亏损并不破坏质量守恒定律．。