原子核的结合能

扬大附中东部分校刘虎宝贝：妈妈喊我们我们回家了人类对煤和石油的依赖已经严重我们的生存环境核能-----能源中的后起之秀你了解核能吗？中子质子氘核2.2MeV（）?问题一：核能的来源----原子核的结合能问题一：核能的来源----原子核的结合能1、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？2、请你能运用功能关系，解释结合能的产生原因？nHH101121HnH211011当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量结合能：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问题一：核能的来源----原子核的结合能爱因斯坦物体的能量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：2mcE核子在结合成原子核时出现质量亏损，要放出能量，大小为：2mcE质能方程问题二：核能的计算----爱因斯坦的质能方程HHn211110反应前质量/kg反应后质量/kgmn1.6749×10－27m氘3.3436×10－27mp1.6726×10－27总质量总质量3.3436×10－273.3475×10－27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，这两者的差额叫做质量亏损原子核的结合能如果质量亏损有关，你怎么证明？问题二：核能的计算----爱因斯坦的质能方程HHn211110反应前质量/kg反应后质量/kgmn1.6749×10－27m氘3.3436×10－27mp1.6726×10－27总质量总质量3.3436×10－273.3475×10－27理论值：Δm=(mn+mp-m氘）=0.0039×10－27kg2827－2)10×(3.0100.0039=Δmc=ΔEJ131051.3试验值：MevMev19.210106.11051.3619132.22Mev问题二：核能的计算----爱因斯坦的质能方程2mcE计算结合能时，先计算质量亏损Δm，在带入质能方程求出结合能计算任意核反应中释放的核能，先计算质量亏损Δm，在带入质能方程求出核能。核能质量亏损问题二：核能的计算----爱因斯坦的质能方程练习1：原子质量单位1u=1.6606×-27kg。试证明，1原子质量单位u相当于931.50MeV的能量．光速c=3×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．练习2：已知1个质子的质量mp=1.007277u，1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。932.80MeV28.30MeV结合能越大原子核是不是越难被拆散？即结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？U-235Li-6问题三：核稳定程度的量度----比结合能不同的核结合能不同，如何才能反映原子核的稳定程度？【讨论与交流】1）概念：原子核的结合能与核子数之比2）理解：核子结合成原子核时，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核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。比结合能：结合能核子数=3）意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。问题三：核稳定程度的量度----比结合能a.中间大、两端小。b.中等质量的核最稳定。比结合能曲线0123456789020406080100120140160180200220240质量数A比结合能（MeV/核子）U23392Pt19573Kr8223He42Li63H21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）U23392Pt19573Kr8223He42Li63H21活动：观察比结合能曲线并思考下列问题：1、两个氘核发生核反应变成氦核是吸收还是放出能量？2、一个重核可以分裂为中等质量的核是吸收还是放出能量？1）概念：原子核的结合能与核子数之比3）意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。4）规律：较轻核和较重核的核子平均结合能较小,稳定性较差;中等质量核的核子平均结合能较大，稳定性较好。2）理解：核子结合成原子核时，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核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。比结合能：结合能核子数=问题三：核稳定程度的量度----比结合能目标检测1、一下关于核力的说法正确的是（）A、核力存在于任何核子之间B、核力只存在于相邻的核子之间C、核力与万有引力性质相同D、核力是一种短程的强作用力B、D考查点：核力的性质目标检测2、联合国将2005年定为“国际物理年”，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E=mc2，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B、E=mc2中的E表示发生核反应过程中释放的核能C、根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能D、ΔE=Δmc2表示发生的质量亏损Δm转变成为能量ΔE释放出来A、C3、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m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3,中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量为：（）目标检测2321)(cmmm2421)(cmmm24321)(cmmmm22143)(cmmmmA、C、D、B、CnHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10422121nHeHH10423121核反应方程为：2mcE目标检测（拓展）4、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常数为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（）A、核反应方程是HnH3110112321)(cmmmhD、γ光子的波长C、辐射出的γ光子的能量ΔE=（m3-m1-m2)c2B、聚变反应中的质量亏损Δm=m1+m2-m3B目标检测（拓展）5、已知原子核21084Po的质量为209.98287u，原子核20682Pb的质量为205.97446u，α粒子的质量为4.00260u，静止的核Po在衰变中放出α粒子后变成核Pb，求：（1）衰变过程中的质量亏损；（2）衰变过程中释放的能量；（3）衰变后的瞬间，α粒子和Pb的动能之比。小结1、当核子结合成原子核时要_____(“吸收”或“放出”)一定的能量，原子核分解成核子时，要_____(“吸收”或“放出”)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___________,平均结合能______(“越大”“越小”)表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。3、求解原子核的结合能的方法是：吸收放出比结合能越大2mcE面对煤和石油利用中产生的温室效应、环境污染等问题，世界各国都对核能的发展给予极大兴趣。核能是一种清洁、安全、技术成熟的能源,但是迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分，如果人类在探索中能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量。结束语这个光荣而由艰巨的任务，就有同学们去完成了！作业：1、上交作业导学案2、课后思考：利用核能有哪几种途径？预习第五节裂变和聚变