[思考与讨论]：英国物理学家把太阳与行星之间的引力、地球与月球之间.DOC

第十九章 原子核 5．核力与结合能 ( 自主学习课 ） 一、学习目标 ： 1．知道核力的概念、特点，加深对四种基本相互作用的理解 。 2．知道稳定的原子核中质子与中子的比例随原子序数增加的变化情况，了解其原因 。 3．知道原子核的结合能、比结合能的概念 ；知道比结合能随原子序数变化的规律。 4．知道核反应中的质量亏损、质能方程 ，会计算核反应中释放的核能 。 二、学习重点 ：核力的概念、特点；质量亏损、质能方程 。 学习难点 ：结合能、比结合能的概念 ；对质能方程的理解 。 三、自主学习内容 ： 思考与讨论一 ：你想过吗？原子核是由质子和中子组成，中子虽不带电但质子却带正电，且质子间靠得很近，那么它们之间较大的库仑斥力将使原子核解体而不存在稳定的核﹗事实上核却是稳定的，那作如何解释 ？你会想到什么 ？ （一）核力与四种基本相互作用 ：（阅读书《3-5》P79～80 相关内容，完成下面的学习） 1．核力定义 ： 2．核力特点 ： ① 核力属于强相互作用：在原子核内，核力比库仑力（电磁作用） 。 ② 核力是短程力：核子间距在0.8×10-1 5m～1.5×10-1 5m 时表现为 力； 核子间距 小于 0.8×10-1 5 m 表现为 力 。 ③ 核力具有饱和性 ：每个核子只跟 的核子发生核力作用 。 3．弱相互作用的一种表现 ：放射性元素的 衰变 。 想一想 ：上述讨论中 ，四种基本相互作用还有一种没提到 ，是哪一种 ？ （二）原子核中质子与中子的比例 ：（ 阅读《3-5 》P80 相关内容和 元素周期表 ，完成下面填空 ） 1．较轻的原子核（核子数较少） ：质子数与中子数 。 2．较重的原子核（核子数较多） ：中子数 质子数 ，越重的原子核两 者相差越 。 思考与讨论二 ：稳定核的质子与中子的比例为何会是上述结果 ？ （三）原子核的结合能 ：（ 阅读《3-5 》P81 相关内容，完成下面的学习 ） 1．定义 ：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们彼此分开，也需要 一定的 ，这个能量就叫原子核的 结合能 。 特别提示 ：原子核的 结合能 越大，这些核子从 分散状态 结合成 原子核 的过程中 释放 的能量（ 核能 ）也越多 。 2．比结合能 ：原子核的结合能与 之比称为 比结合能 。比结 合能越 ，表示原子核中核子结合得越稳定 。由书P82图19.5-3 可知 ， 的原子核的比结合能最大 ，越轻或越重的原子核的比结合能 越 。 （四）质量亏损、爱因斯坦质能方程 ：（ 阅读《3-5》P 81～82 ，完成下面的学习 ） 1．质量亏损 ：核反应后 生成物的质量总和（m 1′+m 2′+ … ）与核反应前 反应物的质量总和（m 1 + m 2 + … ）之差叫 质量亏损（ △m ）。 即 ：△m = 2．爱因斯坦质能方程 ： 式中 ： m为物体的质量，E为对应该物体的全部能量（包含各种形式的能），C为真空中的光速 。 3．核反应中释放的核能 ： △E = △m c 2 课内练习1．已知单个中子的质量为m n = 1. 6749 × 10- 27 kg ， 单个质子的质量为 mp =1.6726×10- 27 kg ，氢元素氘核的质量为mD = 3.3436×10- 27 kg 。求氘核的比结合能 。 思考与讨论三 ：寻求释放核能的方法 ？ 课内练习2． 把碳12 的原子质量的1/12 叫做“原子质量单位”，用“ u ”表示 ，约1u = 1.66×10- 27 kg 。请根据 E = m c2 证明 ：质量亏损1u 相当于释放931 MeV 的能量 。 课内练习3． 已知原子核 Po的质量为209.98287u ，原子核 Pb的质量为205.97446u ，α粒子的质量为4.00260 u ，静止的核 Po在衰变中放出α粒子后变成核 Pb 。用上题的结论求解 ： （1）衰变过程中的质量亏损 ； （2）衰变过程中释放的能量 ； （3）若释放出来的核能全部转化为α粒子和新核的动能 ，求α粒子和新核的动能分别为多少 。 思考与讨论四 ：通常我们看到物体的能量发