高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能一等奖ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能一等奖ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了问题导入，猜想万有引力，引力相互作用，电磁相互作用，强相互作用，弱相互作用，结合能，→引力势能，→动能，→内能等内容，欢迎下载使用。
原子核是由中子和质子构成的。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?
验证：质子间的电磁力是万有引力的1035倍结论：核子不可能靠自身万有引力抗衡库仑斥力。猜想：存在第三种力——核力，是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。
一、核力与四种基本相互作用
引力是自然界的一种基本相互作用，地面物体所受的重力只是引力在地球表面附近的一种表现。
电荷间与磁体间的相互作用
宏观物体之间的压力、拉力、弹力、支持力等等，都起源于这些电荷之间的电磁相互作用。
原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。
短程力：约在10-15m量级时起作用
1. 定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。
2. 特点 (1) 核力是强相互作用(强力)的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。 (2)核力是短程力。约在10-15m数量级时起作用，距离大于0.8×10-15m 时为引力, 距离为10×10-15m 时核力几乎消失，距离小于 0.8×10-15m 时为斥力，因此核子不会融合在一起。 (3) 核力与电荷无关。核力与核子电荷无关。 (4) 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的 核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱 和性。
3. 强相互作用------核力
在某些放射现象中起作用的另一种基本相互作用
弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子一质子转变的原因。
短程力： 约在10-18m量级时起作用弱相互作用也是短程力(比强力更短)，作用强度比电磁力小。
1.定义：自由核子形成原子核所释放的能量，或者原子核重新分为自由核子，需要吸收的能量，叫做原子核的结合能。
思考： 如果结合能越大，就说明把原子核分开，所需要的能量越大，是不是就意味着原子核越稳定吗？
自然界中较轻的原子核，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，越重的元素，为什么两者相差越多？
理想的质子数和中子数相等的稳定原子核
核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减少，但核力减少快
增大到一定程度时，核力较少，不足以平衡库仑力时，原子核会不稳定。
若增加中子，与其它核子无库仑力， 但有核力，有助于原子核稳定
核力是短程力，若超过其作用范围，增加中子，原子核也不稳定，所以原子序数越大越不稳定。
2. 原子核中质子与中子的比例
思考：如果结合能越大，就说明把原子核分开，所需要的能量越大，是不是就意味着原子核越稳定吗？
平均到每一个核子的结合能大小来反应原子核的稳定性。
原子核的结合能很难直接测量。幸好，爱因斯坦已经给我们指出了物体的能量与它的质量的关系，即
质子：mp=1.6726×10-27kg
中子：mn=1.6749×10-27kg
质量变化时，表达式为：△E = △mc2
已知中子的质量mn=1.6749×10-27kg，质子的质量mp=1.6726×10-27kg，氘核的质量mD=3.343×10-27kg，求氘核的比结核能。
△m=(mn+mp)-mD=3.90×10-30kg
△E =△mc2=3.90×10-30×（3.00×108）2=3.51×10-13J
能量单位常常使用电子伏特1eV=1.6×10-19J
通过这个例题可以看出，原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的结合能。
中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
质量亏损表明：的确存在原子核的结合能
让DE变成F，或者让A变成B和C，能不能释放核能？
例1. 下列说法正确的是( ) A. 爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化 B. 由E=mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度 C. 核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变为能量 D. 因为在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
例2. 关于质能方程，下列说法正确的是( ) A. 质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量 B. 物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值 C. 物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系 D. 一定量的质量总是与一定量的能量相联系的
例3. 质子、中子和氘核的质量分别为 m1、m2和 m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是( ) A. m3c2 B. (m1 +m2)c2 C. (m3-m2-m1)c2 D. (m1+m2-m3)c2