核力和核能课件-高二下学期物理选择性.pptx

第三节核力和核能教学课件TeachingCourseware20XX.XX.XX第五章原子核与核能高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用2.理解结合能和比结合能的概念3.认识原子核的质量亏损,并能应用质能方程进行相关的计算素养目标

新课导入npnp质子中子10-15m猜想：万有引力？原子核是由中子和质子构成的(如图)。在原子核那样狭小的空间里，是什么力量把带正电的质子紧紧地束缚在一起而不飞散开呢？核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力

新课讲解Newlessonexplanation

新课讲解一、核力与核的稳定性1.核力把原子核中的核子维系在一起的力。2.力程：力的作用范围称为力程。（1）核力是短程力，只在2fm的范围内起作用，不能延伸到另一个原子核(3fm)；1fm=10-15m（2）当两核子间的距离减小时，核力迅速小，到一定值时，核力表现为斥力；（3）核力是一种强相互作用。1质子+2中子→←2质子+1中子3.核力的特点：

新课讲解

新课讲解4.核的稳定性指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子核。1）核素：2）核素图：1、稳定的核素几乎都在一条曲线上，或靠紧曲线两侧。2、较轻的核素，N=Z；较重的核素NZ，且越重差距越大。核子数越多，核越大，核力就会越小，且质子与电子的库仑力越大，要稳定只有增多中子的数目来增大核力抵消库仑力。

新课讲解二、四种基本相互作用自然界中所有的作用力，从本质来说都可归结为四种基本的相互作用：引力相互作用电磁相互作用所有物体之间都存在的一种相互作用。日常生活中的物体和微观粒子，它们之间的引力非常微弱，可忽略不计。但对于质量较大的天体，引力则是它们之间的主要作用力。电磁相互作用是电荷间、磁体间或电荷与磁体间的相互作用。摩擦力、弹力等接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。能在宏观世界里显示其作用，二者是长程力

新课讲解强相互作用弱相互作用短程力，作用范围在原子核尺度内。核子间的核力是由强相互作用引起的，质量数相同的不同原子核之间的转换就是由弱相互作用引起的。按由强到弱排列：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用、引力相互作用。弱力是引起中子－质子转变（β衰变）的原因。弱相互作用也是短程力，力程比强力（强相互作用）更短，为10-18m

作用强度则比强力小。

新课讲解为什么较轻的原子核质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核中子数大于质子数,越重的原子核,两者相差越多?质子之间除了核力外,还有正电荷之间的库仑斥力,而中子和质子之间只有核力,没有库仑斥力。质量数较大的原子核中,中子数较多,可以缓解质子之间的库仑斥力的影响,因此质量数越多、质子数相对较多的原子核中,就需要更多的中子来维持核的稳定,因此,在大而稳定的原子核中,中子数量多于质子。

新课讲解三、结合能与平均结合能宏观模型相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起，动能变成它们的内能散失掉了。两个物体为了结合而付出了代价——失去了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们这份能量12

新课讲解要使电子电离，也就是要给予足够的能量使电子脱离原子，这个能量叫做氢原子的电离能微观模型

新课讲解原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。微观模型

新课讲解1.结合能原子核中，核子与核子之间存在核力，要将核子从原子核中分离，需要外力克服核力做功。当自由核子结合成原子核时，核力将做功，会释放能量。人们把核子结合成原子核所释放的能量称为原子核的结合能。2.质量亏损实验发现，任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和，这一差值称为质量亏损。可知，核子结合成原子核时，释放出的结合能是：用Δm表示质量亏损根据爱因斯坦质能方程E=mc2ΔE=Δmc2

对质能方程E＝mc2的理解新课讲解(1)质能方程E＝mc2说明一定的质量总是跟一定的能量相联系。具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，E不是单指物体的动能、核能或其他哪一种能量，而是物体所具有的各种能量的总和。(2)根据质能方程E＝mc2，物体的总能量与其质量成正比。物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少。(3)根据质能方程ΔE＝Δmc2，核反应过程中发生的质量亏损，并不是消失了，减少的质量Δm在核子结合成原子核的过程中以能量的形式辐射出去了。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给。对质能方程E＝mc2的理解

新课讲解3.平均结合能原子核的结合能与其核子数有关。原子核的结合能与其质量数之比称为该核的平均结合能，又称为比结合能。平