人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第5章 原子核 4.核裂变与核聚变 5.“基本”粒子.ppt

本课结束4.核裂变与核聚变5.“基本”粒子第五章内容索引自主预习新知导学合作探究释疑解惑课堂小结随堂练习课标定位素养阐释1.知道什么是核裂变、链式反应以及裂变反应堆的工作原理。2.知道核聚变及其特点和条件。3.了解基本粒子的分类及其作用。通过学习核裂变、链式反应以及核聚变,形成物理观念,培养科学思维和科学探究精神。自主预习新知导学一、核裂变的发现1.核裂变:铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,弗里施把这类核反应定名为核裂变。2.铀核裂变:用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,其产物是多样的,其中一种典型的反应方程是3.链式反应:由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫作核裂变的链式反应。4.链式反应的条件:铀块的体积大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量。5.原子弹爆炸时发生了什么样的核反应?答案：重核裂变的链式反应。原子弹是利用重核裂变的链式反应制成的,在极短时间内能够释放大量核能,发生猛烈爆炸。二、反应堆与核电站1.核能释放的控制。通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆。2.慢化剂。反应堆中,为了使裂变产生的快中子减速,在铀棒周围要放“慢化剂”,常用的慢化剂有石墨、重水和普通水(也叫轻水)。3.控制棒。为了调节中子数目以控制反应速度,还需要在铀棒之间插进一些镉棒。镉吸收中子的能力很强,当反应过于激烈时,将镉棒插入深一些,让它多吸收一些中子,链式反应的速度就会慢一些。这种镉棒叫作控制棒。4.能量输出。核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高,水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动,把反应堆内的热量传输出去,用于发电,同时也使反应堆冷却。5.核污染的处理。在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层,用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。核反应堆中的核废料具有很强的放射性,需要装入特制的容器,深埋地下。三、核聚变1.核聚变:两个轻核结合成质量较大的核,这样的核反应叫作核聚变。2.核反应方程3.聚变发生的条件:要使轻核聚变,必须使它们的距离达到10-15m以内,这要克服电荷间巨大的库仑斥力。也就是说,原子核要有很大的动能。有一种方法,就是把它们加热到很高的温度,使物质的温度达到几百万开尔文。四、“基本”粒子1.发现新粒子:1932年发现了正电子,1937年发现了μ子,1947年发现了K介子和π介子。利用加速器和对撞机,人们发现了更多的粒子。2.粒子的分类:现在已经发现的粒子达400多种。它们大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别。3.“夸克模型”的提出有什么物理意义?答案：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。【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)铀核的裂变是一种天然放射现象。()(2)铀块的质量大于或等于临界质量时,链式反应才能不停地进行下去。()(3)核聚变时吸收能量。()(4)核聚变反应中平均每个核子放出的能量,比裂变反应中平均每个核子放出的能量大。()(5)核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。()(6)轻核聚变比重核裂变更安全、清洁。()(7)质子、中子不能再分。()×××√√√√2.(1)重核裂变时释放的能量来源于哪里?(2)裂变反应遵循什么规律?答案：(1)重核裂变时存在质量亏损,会释放出核能。(2)遵循质量数和电荷数守恒的规律。3.可控热核反应目前处于探索阶段,科学家们设想了哪些方法解决这个难题?答案：科学家们设想了两种方案,一种是磁约束,另一种是惯性约束。合作探究释疑解惑知识点一重核裂变和链式反应【问题引领】1.重核裂变是一种天然现象吗?2.只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗?提示：1.重核裂变是在中子撞击下发生的裂变现象,不是一种天然现象。2.铀块体积(质量)应大于或等于临界体积(临界质量)才能发生链式反应。【归纳提升】1.裂变核反应方程2.链式反应发生的条件:(1)铀块的体积大于临界体积。体积超过临界体积时,保证中子能够碰到铀核。(2)有足够浓度的铀235。(3)有足够数量的慢中子。3.裂变反应的能量:铀核裂变为中等质量的原子核,发生质量亏损,所以放出能量。【典型例题】【例题1】关于重核的裂变,以下说法正确的是()A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反应C.重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以