成才之路2016_2017学年高中物理第19章原子核第78节核聚变粒子和宇宙课件.ppt

万物生长靠太阳(如图)，太阳在我们日常生活中是无可替代的，它提供给地球足够的能源，如果说太阳一旦没有了，那么地球上的一切生物都将随之消失。 你知道太阳的能量来源于什么吗？ 核聚变 1．定义 轻核结合成___________的原子核的反应叫聚变。 2．聚变发生的条件 要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到_______m以内，核力才能起作用。由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的__________，这就要求原子核具有足够的动能，有一种方法就是把它们加热到很高的温度，温度高达________开尔文，因此聚变又叫__________。 3．应用 目前，热核反应主要用在核武器上，那就是_______，需要用________爆炸产生的高温高压引发核爆炸。 4．太阳能 太阳的主要成分是____，太阳中心温度可达1.5×107K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部______释放的核能。 1．聚变与裂变相比有很多优点 (1)轻核聚变产能_________； (2)地球上聚变燃料的储量______； (3)轻核聚变更为____________。 2．聚变的难点 地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。 3．控制方法 (1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是_________。 (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用______从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。 1．“基本”粒子 19世纪末，许多人认为光子、电子、______和______是组成物质的不可再分的最基本粒子。 2．发现新粒子 (1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由______、______、______组成。 (2)科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒子，且还有着______的结构。 3．探测工具 粒子_________和粒子_________是研究粒子物理的主要工具。 1．新粒子 1932年发现了________，1937年发现了______，1947年发现了K介子和π介子及以后的超子等。 2．粒子的分类 按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：______、______和_________。 1．宇宙的演化 经历了①______时代　②______时代　③________时代　④10万年之后，随着温度降低逐步组成______和星系。 3．核聚变的特点 (1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量。 (2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应进行下去。 (3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。 4．轻核聚变与重核裂变的区别 答案：(1)要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m。 (2)它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸。 二、 对粒子的认识 1．发现新粒子 2．粒子的分类 特别提醒： 粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，所以每种夸克都有对应的反夸克。 (1)为什么现在将“基本”二字去掉，统称为粒子？ (2)为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破？ 答案：(1)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子都不是由质子、中子、电子组成的，又发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。所以现在将“基本”二字去掉，统称为粒子。 (2)夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。 解析：方程(1)属于重核裂变，方程(2)属于轻核聚变，选项A错而B对；由质量数和电荷数守恒得，k＝10，d＝1，选项C对而D错。 答案：BC 答案：BD 解析：本题主要考查核反应方程问题，A中方程为人工转变方程，A错。B为核聚变方程，B正确。C为α衰变方程，C错。D为原子核的人工转变方程，D正确，正确答案B、D。 (2)已知质子质量mp＝1.67×10－27kg，氦核质量mα＝6.6458×10－27kg，电子质量me＝9.0×10－31kg，光速c＝3.0×108m/s，求每发生一次上述核反应所释放的能量。 (3)根据题目中数据计算太阳1秒钟减少的质量。太阳还能用多少年？ 解析：宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由的光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子结合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此A正确，B、C、D的产生都在A之后，故B、C、D错。 考点题型设计 聚变的核反应