物理选修3-5-19.5核力与结合能ppt课件.ppt
《物理选修3-5-19.5核力与结合能ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理选修3-5-19.5核力与结合能ppt课件.ppt(29页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、物理物理课室课室19.5 核力与结合能核力与结合能人教版选修人教版选修351、知道核力的概念及其性质。、知道核力的概念及其性质。2、认识原子核的结合能、认识原子核的结合能3、了解平均结合能。、了解平均结合能。4、会利用质能方程求解结合能。、会利用质能方程求解结合能。物理物理课室课室回顾:原子核的组成回顾:原子核的组成 原子核是由质子和中子原子核是由质子和中子组成组成的,质子和中子统的,质子和中子统称为称为核子核子第四节第四节 核力与结合能核力与结合能提出问题:提出问题:质子间存在着巨质子间存在着巨大的库伦斥力,那为什么质大的库伦斥力,那为什么质子没有被排斥开,反而还紧子没有被排斥开,反而还紧紧
2、的结合在一起呢?紧的结合在一起呢?猜想:猜想:万有引力?万有引力?m1410物理物理课室课室一一 核力及其性质核力及其性质质子相互间距质子相互间距r的数量级为的数量级为10-15m;质子质量;质子质量m的数量级的数量级为为10-27kg,质子电量,质子电量e的数量级为的数量级为10-19C;万有引力常量;万有引力常量G的数量级为的数量级为10-11,静电力常量静电力常量k的数量级为的数量级为109。估算库估算库仑力与万有引力之比?仑力与万有引力之比?万库FF解:解:3610结论:结论:原子核中的质子要靠自身的万有引力来原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。抗衡相互间的
3、库仑力是不可能的。再猜想:再猜想:在核子之间一定存在着第三种力,使核在核子之间一定存在着第三种力,使核子能紧密的结合在一起。子能紧密的结合在一起。核力。核力。227112199222222)10(1010(10/)GmkerGmrke物理物理课室课室一一 核力及其性质核力及其性质核力:核力:相邻的核子之间存在的强相互作用力。相邻的核子之间存在的强相互作用力。2、核力的性质、核力的性质(1)核力是强相互作用力;)核力是强相互作用力;在原子核尺度内,在原子核尺度内, 核力比库仑力大得多。核力比库仑力大得多。(2)核力是短程力,只存在于相邻核子之间。)核力是短程力,只存在于相邻核子之间。 (距离大于
4、(距离大于210-15m时核力迅速减小到零时核力迅速减小到零)1、概念:、概念:物理物理课室课室原子核中质子和中子的比例原子核中质子和中子的比例 轻核(原子序数小于20)的质子数和中子数大致相等;对轻核而言,核子数量相对较小,核子间距处于核力作用范围之内,由于核力远大于电磁力,即使质子和中子成对出现,强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内,形成稳定的原子核。物理物理课室课室原子核中质子和中子的比例原子核中质子和中子的比例 重核(原子序数大于20)的质子数小于中子数;对于重核而言,核子数量大,核子间距也大,由于核力的饱和性,核力会因为核子间距的变大而大幅度减小,甚至小于电磁力。如果质
5、子和中子再成对出现,原子核不稳定;如果只增加中子,由于中子之间不存在库仑力,但有相互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定,所以重核内中子数会明显大于质子数。物理物理课室课室原子核中质子和中子的比例原子核中质子和中子的比例 不能;由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,如果我们我们继续增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子,形成的核也一定是不稳定的。物理物理课室课室二二 结合能结合能要将原子核拆散成单个核子,一定需要吸收巨要将原子核拆散成单个核子,一定需要吸收巨大的能量。大的能量。根据功能关系,理由是什么?根据功能关系,理由是什么?物理物理课室课室结
6、合能结合能宏观模型: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。 微观模型:原子核是核子结合在一起构成的,要把它们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能。 类比分析:要使基态氢原子电离,也就是要从氢原子中把电子剥离,需要通过碰撞、施加电场、赋予光子等某种途径让它得到13.6eV 的能量。这个能量实际上就是电子与氢原子核的结合能,不过通常把它叫做氢原子的电离能,而结合能一词只用在原子核中 物理物理课室课室二二 结合能结合能nHH10
7、1121HnH211011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结合成原子核所放出的能量能量或是将核子结合成原子核所放出的能量物理物理课室课室如何求解原子核的结合能?如何求解原子核的结合能?HHn211110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
8、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 原子核的结合能会不会与质量原子核的结合能会不会与质量 亏损有关呢?你的依据是什么?亏损有关呢?你的依据是什么? 三三 质能方程质能方程 E=mcE=mc2 2物理物理课室课室 (1) 物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比关系关系.对质能方程理解对质能方程理解E=mc2的理解的理解三三 质能方程质能方程 E=mcE=mc2
9、 2(2)任何质量为)任何质量为m的物体都具有大小相当于的物体都具有大小相当于mc2的能量。任何一部分能量也都与一定的质量向对的能量。任何一部分能量也都与一定的质量向对应。应。(3)物体的质量发生变化,相对应的能量也会)物体的质量发生变化,相对应的能量也会变化。变化。物理物理课室课室HnH211011232232221)(1cmmmEEcmcmcmm1m2m3根据质能方程根据质能方程E=mc2和能量守恒定律,推导出和能量守恒定律,推导出光子的能量光子的能量( (即氘核的结合能)即氘核的结合能)并总结出求结合能的方法。并总结出求结合能的方法。2mcE计算结合能时,先计算计算结合能时,先计算质量亏
10、损质量亏损m m,在带入,在带入质能方程求出结合能质能方程求出结合能三三 质能方程质能方程 E=mcE=mc2 2E E物理物理课室课室三三 质能方程质能方程 E=mcE=mc2 2HHn211110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 . 1105
11、1. 3619132.22Mev物理物理课室课室2mcE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,在带入,在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,在带入质能方,在带入质能方程求出核能。程求出核能。核能核能质量亏损质量亏损三三 质能方程质能方程 E=mcE=mc2 2物理物理课室课室【讨论与交流【讨论与交流】三三 质能方程质能方程 E=mcE=mc2 21、质量和能量是两个完全不同的概念,它们表征的对、质量和能量是两个完全不同的概念,它们表征的对象不同,相互之间不能转化。象不同,相
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物理 选修 19.5 核力 结合能 ppt 课件
限制150内