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为什么有原子弹和氢弹两种？ 质量亏损 一、原子核的结合能 例如氘核 质子质量 1. 007276u +中子质量 1. 008665u 2. 015941u -氘核质量 2. 013553u 0. 002388u ?m= [Zmp+Nmn] - mA 根据Einstein的质能公式 2. 结合能 先来看看1u 的质量合多大能量： 一个质子和一个中子结合成氘核释放的能量： 1公斤TNT炸药可产生420万焦耳的能量 一、原子核的结合能 2. 结合能 1) 定义： 分散的核子结合成原子核时所释放出 的能量称为原子核的结合能。 2) 计算公式： ?E= ?mC2= ?m（u）?931.5MeV/u 显然：原子核的结合能越大，分散的核子结合成该原子核时所释放出的能量越大。 一、原子核的结合能 3. 核子的平均结合能（比结合能） 1) 若干分散的核子组成原子核时，平均每个核子所释放的能量或把原子核分离成单个核子时，平均需要供给每个核子的能量称之为比结合能。 2) 计算公式： 3) 平均结合能的物理意义：标志着原子核的稳定性。 4) 平均结合能曲线 一、原子核的结合能 核共三种情况，偶偶核最稳定，相应的结合能较大；奇奇核最不稳定，相应的结合能较小。 3. 核子的平均结合能（比结合能） 1）质量数A30的原子核，平均结合能随A的变化显示周性，最大值都在A等于4的倍数处。 一、原子核的结合能 3. 核子的平均结合能（比结合能） 2）两头低中间高：中等质量的原子核（A：40~120）平均结合能比轻核和重核的大，约为8.6MeV。 这预示着：重核裂变，轻核聚变都可以获得原子能。 一、原子核的结合能 3. 核子的平均结合能（比结合能） 3）中等质量的原子核（A：40~120） ，平均结合能变化不大。说明?E?A显示出核力的饱和性。 一、原子核的结合能 二、核 力 核内存在着一种强相互作用足以克服质子间的斥力，这种作用对应的力就是核力。 （1）核力是一种短程性的强相互作用力； （2）核力是具有饱和性的交换力； （3）核力与核子的电荷状态无关； （4）核力和核子的自旋状态有关； （5）非有心力的存在 1、核力的基本性质 1、核力的基本性质 1). 短程性的强相互作用 所谓短，是说这种力的作用距离不大于 引力 斥力 弱引力至消失 0.5 U（R） r ( fm ) 两个核子之间势能曲线 二、核 力 1、核力的基本性质 1). 短程性的强相互作用 所谓强，是指这种力比万有引力和静电力要强的多 比如两核子之间的引力势能大约在 量级；质子间的静电势能为 而核子间的比合能为 四种相互作用强弱比较 二、核 力 质量数为A的原子核内有A个核子，是否所有的核子之间都有相互作用呢？ 总结合能∝A2 2). 饱和性的交换力 实验表明：总结合能∝A，这意味着，每一个核子只与它临近的少数几个核子有相互作用，称之为核力的饱和性。 1、核力的基本性质 解释：高Z核的不稳定。 二、核 力 如果是这样，那么原子核内共有 A(A-1)对相互作用 因为静电斥力不具有饱和性，所以高Z核的边缘粒子受核力和斥力基本相等，所以就不稳定。 在分子的共价键中，原子间的作用力是一种交换力，电子是它们的交换媒介，比如 分子的共价结构是 两个氢原子通过交换这个电子结合在一起，由此人们设想，核子间的力是交换力，下面我们将看到，核子间以π介子作为交换媒介。 2). 饱和性的交换力 1、核力的基本性质 什么是交换力？ 二、核 力 核力的大小与产生此核力的核子是否带电是没有关系 3). 电荷无关性 原子核的总结合能 说明核力与电荷无关。 1、核力的基本性质 不含有静电斥能 中间有静电斥能0.72MeV 核力 二、核 力 研究表明，核力的大小与两粒子自旋的相对取向有关，自旋平行时，核力较强，反之核力较弱。 4)．自旋相关性 1、核力的基本性质 5)．非有心力的存在 核力中主要的是有心力，但还会有一些非有心力： 一种是自旋轨道耦合力，它和自旋相对取向有关； 另一种叫张量力，它和自旋相对于两核子连线的方向有关。 二、核 力 麻省理工学院开放课件：/OcwWeb/Nuclear-Engineering 1935年,日本物理学家汤川秀树(Yukawa)提出了核力的介子理论，对“核力机制”的研究是一个重要贡献。因此汤川秀树在1949年获得了诺贝尔物理