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1、第五节第五节 核力与结合能核力与结合能1引入：引入：1.回顾原子核的组成回顾原子核的组成2.是什么作用使质子在原子核内共存？是什么作用使质子在原子核内共存？估算：估算：氦原子核中有两个质子，质子质量为氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.6710-27kg，带电带电量为元电荷量为元电荷e=1.610-19C，原子核的直径的数量级为原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之，那么两个质子之间的库仑力与间的库仑力与万有引力万有引力两者相差多少倍两者相差多少倍?K=9.0109Nm2/C2 2核力：能够把核中的各种核子联系在一起的核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强相互作用力叫做核力
2、强相互作用力叫做核力一、核力：一、核力： 1. 核力是强相互作用（强力）的一种表现。核力是强相互作用（强力）的一种表现。 2. 核核力力是是短短程程力力。约约在在 1.510-15m内内起起作作用用，距距离离大大于于0.810-15m时为引引力力, 距距离离为1.510-15m时核核力力几乎消失，距离小于几乎消失，距离小于0.810-15m时为斥力。斥力。 3. 核核力力具具有有饱饱和和性性。核核子子只只对对相相邻邻的的少少数数核核子子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。3除核力外原子核内还存在除核力外原子核内还存在 弱相互作用（弱力）弱
3、相互作用（弱力）弱力是引起中子质子转变弱力是引起中子质子转变(衰变衰变)的原因的原因弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为1018m，作用强度则比电磁力小。，作用强度则比电磁力小。41.1.万有引力：万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星系团，决定了宇是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星系团，决定了宇宙的现状和未来。宙的现状和未来。四四种种相相互互作作用用3.3.强相互作用：强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。在原子核内，强力将核子束缚在一起。2.2.电磁力：电
4、磁力：在原子核外，电磁力使电子结合成分子，使分在原子核外，电磁力使电子结合成分子，使分子结合成液体与固体。子结合成液体与固体。电磁力和万有引力都是电磁力和万有引力都是“长程力长程力”，即它们可以作用到无，即它们可以作用到无限远的距离，当然距离越远，力就越小限远的距离，当然距离越远，力就越小4.4.弱相互作用：弱相互作用：弱相互作用是引起原子核弱相互作用是引起原子核衰变的原因，衰变的原因，即引起中子质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，即引起中子质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为其力程比强力更短，为10101818m m，作用强度则比电磁力小。，作用强度则比电磁力小。一、
5、核力与四种基本相互作用一、核力与四种基本相互作用5二、原子核中质子和中子的比例二、原子核中质子和中子的比例67三、结合能三、结合能 当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量。这个能量叫做原子核的结合能。 结合能并不是原子核具有的能量，而是为把核子分开所需要的能量。 结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。8四、质量亏损四、质量亏损 爱因斯坦的质能方程：Emc2， 能量减小E=mc29四、质量亏损四、质量亏损质量减小量: m=( mp+ mn)- mD=0.003910-27kg；能量减小量: E=m c2=3.5110-13J=2.19106eV；结合
6、能:E=m c2=2.19MeV；比结合能为:E/n=E/2=1.10MeV 。10四、质量亏损四、质量亏损 原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象称为质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的结合能。11四、质量亏损四、质量亏损12四、质量亏损四、质量亏损 使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等质量的核； 因为使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，即核子将发生新的质量亏损，释放新的核能。13四、质量亏损四、质量亏损A.反反应后后氘核的核的质量一定小于反量一定小于反应前前质子和子和中子的中子的质量和量和B.反反应前后前
7、后质量数不量数不变，因而，因而质量不量不变C.核子核子结合成核合成核时，一定，一定释放核能放核能D.光子具有的能量光子具有的能量为例例2（B级）.中子和中子和质子子结合成合成氘核，同核，同时释放放光子，核反光子，核反应方程是方程是 ,下列下列说法正确的是（法正确的是（ ）为核反核反应中的中的质量量亏亏损 ACD 14四、质量亏损四、质量亏损例3(B级). 碳原子质量的1/12叫做原子质量单位，用u表示。试证明1u相当于931MeV。证明： 碳原子的摩尔质量为M=12g/mol，所以一个碳原子质量为m=M/NA=1.99310-26kg 所以1u=m/12=M/12NA=1.660610-27kg 代入公式E=mc2得： E=1.492410-10J=931MeV 得证15
