教科版物理选修3 5第三节原子核的结合能课件.pptx

1、你们了解核能吗？你们了解核能吗？一、核能的来源一、核能的来源-原子核的结合能原子核的结合能1 1、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？2 2、请你能运用功能关系，解释产生的原因？、请你能运用功能关系，解释产生的原因？nHH101121HnH211011当光子能量等于或当光子能量等于或大于大于2.22MeV时，时，这个反应才会发生这个反应才会发生 一个质子和一个中子一个质子和一个中子结合成氘核，要放出结合成氘核，要放出2.22MeV的能量的能量 结合能：结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的将原子核拆散成单个核子需要吸收的能量或是将核子

2、结合成原子核所释放出的能量能量或是将核子结合成原子核所释放出的能量爱因斯坦爱因斯坦 物体的能物体的能量和质量之间存在量和质量之间存在密切的联系，他们密切的联系，他们的关系是：的关系是：如果物体如果物体的质量改变，其具的质量改变，其具有的能量也会改变有的能量也会改变大小为：大小为：质能方程质能方程 爱因斯坦的质能方程反应前质量反应前质量/kg反应后质量反应后质量/kgmn1.67491027m氘氘3.34361027mp1.67261027总质量总质量总质量总质量3.343610273.3475 1027在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部

3、核子独自存在时的总质量，这两者的差额叫做独自存在时的总质量，这两者的差额叫做质量亏损质量亏损 m m反应前质量反应前质量/kg反应后质量反应后质量/kgmn1.67491027m氘氘3.34361027mp1.67261027总质量总质量总质量总质量3.343610273.3475 1027理论值：理论值：m=(mn+mp-m氘）=0.0039 1027kg28 272)10 (3.010 0.0039=mc=EJ131051.3实验值：实验值：MevMev19.210106.11051.3619132.22Mev2mcE计算结合能时，先计算计算结合能时，先计算质量亏损质量亏损m m，再带入，

4、再带入质能方程求出结合能质能方程求出结合能计算任意核反应中释放计算任意核反应中释放的核能，先计算质量亏的核能，先计算质量亏损损m m，再带入质能方，再带入质能方程求出核能。程求出核能。结合能结合能 也就核能也就核能质量亏损质量亏损二、核能的计算-爱因斯坦的质能方程结合能越大原子核是不是越难被拆散？结合能越大原子核是不是越难被拆散？那么结合能那么结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？的大小能不能反映原子核的稳定程度？U-235Li-6三、核稳定程度的量度-比结合能1）概念：）概念：原子核的结合能与核子数之比原子核的结合能与核子数之比2）理解：）理解：核子结合成原子核时，平均每个核子核子结合成原

5、子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。比结合能：比结合能：结合能结合能核子数核子数=3）意义：）意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。结合能越大，核越稳定。a a.中间大、两端中间大、两端小。小。b.b.中等质量的中等质量的核最稳定。核最稳定。比结合能曲线0123456789020406080100120140160180200220240质量数A比结合能（MeV/核子）比结合能曲线告诉我们：

6、比结合能曲线告诉我们：比结合能曲线0123456789020406080100120140160180200220240质量数A比结合能（MeV/核子）活动：观察比结合能曲线并思考下列问活动：观察比结合能曲线并思考下列问题：题：1 1、两个氘核发生核反应变成氦核是吸、两个氘核发生核反应变成氦核是吸收还是放出能量？收还是放出能量？2 2、一个重核可以分裂为中等质量的核、一个重核可以分裂为中等质量的核是吸收还是放出能量？是吸收还是放出能量？1.下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的是()A核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能

7、也一定越大C重核与中等质量的原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大 挑战自我挑战自我2、联合国将、联合国将2005年定为年定为“国际物理年国际物理年”，以纪念爱因斯坦对，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献。对于爱因斯坦提出的质能方程物理学的巨大贡献。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A、E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比表明物体具有的能量与其质量成正比B、E=mc2中的中的E表示发生核反应过程中释放的核能表示发生核反应过程中释放的核能C、根据根据E=mc2 可以计算核反应中释放的核能可以计算核

8、反应中释放的核能D、E=mc2 表示发生的质量亏损表示发生的质量亏损 m转变成为能量转变成为能量 E释释放出来放出来AC3、当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，设氘核的质、当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，设氘核的质量为量为m1，氚核的质量为，氚核的质量为m2，氦核的质量为，氦核的质量为m3,中子的质量为中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量为：则反应过程中释放的能量为：（）2321)(cmmm2421)(cmmm24321)(cmmmm22143)(cmmmmA、C、D、B、CnHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121

9、nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10423121核反应方程为：核反应方程为：2mcE4、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m m1 1、m m2 2、m m3 3，普朗克常，普朗克常数为数为h h，真空中的光速为，真空中的光速为c c，下列说法

10、正确的是，下列说法正确的是（）A A、核反应方程是、核反应方程是HnH3110112321)(cmmmhD、光子的波长光子的波长C、辐射出的、辐射出的光子的能量光子的能量 E=（m3-m1-m2)c2B、聚变反应中的质量亏损、聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3B 课堂课堂小结小结1、当核子结合成原子核时要、当核子结合成原子核时要_(“吸收吸收”或或“放出放出”)一定一定的能量，原子核分解成核子时，要的能量，原子核分解成核子时，要_(“吸收吸收”或或“放出放出”)同样的能量，这个能量叫做原子核的结合能。同样的能量，这个能量叫做原子核的结合能。2、结合能与核子数之比称、结合能与核子数之比称_,平均结合能平均结合能_(“越大越大”“”“越小越小”)表示原子核中核子结合得越牢固，原子核表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。越稳定。3、求解原子核的结合能的方法是：、求解原子核的结合能的方法是：吸收吸收放出放出比结合能比结合能越大越大2mcE谢 谢 聆 听！