粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三节 核力与核反应方程一等奖课件ppt

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第三册第三节 核力与核反应方程一等奖课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了学习目标，汤姆孙枣糕模型，卢瑟福核式结构模型，玻尔氢原子模型，一原子核的组成，质子的发现，中子的发现，原子核的组成，核反应方程，原子核衰变的本质等内容，欢迎下载使用。
知道原子核的组成，知道原子核的表示方法。会写核反应方程，知道核反应遵循的规律。了解四种基本相互作用，知道核力的性质。认识结合能和比结合能的概念。能用爱因斯坦的质能方程进行相关计算。
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？
原子核原子核半径的数量级为10-15m
关于原子核内部的信息，最早来自于天然放射现象
卢瑟福，用α粒子轰击氮，发现质子，带正电，与电子电荷量相同，质量为mp=1.6726231×10-27kg
卢瑟福预言中子存在，他的学生查德威克发现，中子不带电，质量为 mn=1.6749286×10-27kg
① 核电荷数=质子数=元素的原子序数=核外电子数
② 质量数A=核子数=质子数+中子数
③中子与质子的质量几乎相等。
④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，我们把这个倍数叫做原子核的质量数，原子核的质量数就是核内的核子数。
卢瑟福用ɑ粒子轰击氮核发现质子的核反应方程。
提出问题：核反应后原子核发生了什么变化?有什么规律？
1.规律：在核反应过程中，方程两边总的电荷数和质量数守恒。
注意：核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向。
①α衰变：原子核放出α粒子变成新的原子核。
②β衰变：原子核放出β粒子变成新的原子核。
本质：发生衰变时，原子核受激发而产生的光子（能量）辐射。
提出问题：衰变说明原子核里有a粒子和电子吗？
提出问题：质子间存在着巨大的库仑斥力，那为什么质子没有被排斥开，反而还紧紧的结合在一起呢？
三、核力及四种基本互相作用
猜想：核子间的万有引力使它们紧紧结合在一起？
质子相互间距r的数量级为10-15m；质子质量m的数量级为10-27kg，质子电量e的数量级为10-19C；万有引力常量G的数量级为10-11，静电力常量k的数量级为109。估算两质子间库仑斥力与万有引力之比？
结论：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斥力是不可能的。
再猜想：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。
分析论证:万有引力和库仑力对比
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。
核力是短程力。约在 10-15 m量级时起作用，距离大于0.8×10-15 m时为引力, 距离为10×10-15m时核力几乎消失，距离小于0.8×10-15 m时为斥力。核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。
万有引力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。
(二）、四种基本相互作用
电荷间、磁体间的相互作用，其本质上是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用被称为电磁相互作用。
电流与磁体间的相互作用
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
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。
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、照射光子等途径让它得到13.6eV 的能量。
②将一个质子和中子结合在一起，会产生什么现象？
提出问题：①若要把核子分开，需要什么条件？
1、定义：因为原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开或结合，也需要能量，这就是原子核的结合能。 将原子核拆分成单个核子需要吸收的能量。 将单个核子结合成原子核需要放出的能量。
2、结合能大小：组成原子核的核子数越多，结合能越大。
问题：结合能的大小与什么因素有关？
问题：如果结合能越大说明把原子核分开，所需要的能量就越大，那是不是结合能越大就意味着原子核越稳定呢？
平均到每一个核子的结合能大小反映原子核的稳定性。
2、比结合能越大，原子核越稳定。
1、定义：原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能。
轻核和重核的比结合能都比中等大小的核的比结合能要小
情景一：请观察比结合能与质量数关系图，（1）找出比结能随核子数变化的规律？
比结合能与质量数关系图
（2）最稳定的原子核是什么？为什么？
因为Fe的比结合能最大，所以Fe原子核最稳定。
（3）原子核 的结合能是多大？
(1) 物体具有的能量跟它的质量存在着简单正比关系。
（3）物体的质量发生变化，相对应的能量也会变化。
问题：如何求解原子核的结合能？
3.3475 ×10－27
原子核的质量总是小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损。
中子与质子结合成氘原子核
质量亏损Δm=(mn+mp-mD)=0.0039 ×10－27kg
1u的质量亏损对应931.5 MeV的能量解析：1u=1.66×10－27 kg(约等于)
1. 原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U，放射性衰变①②③依次为（　　）A. α衰变、β衰变和β衰变B.β衰变、α衰变和β衰变C. β衰变、β衰变和α衰变D.α衰变、β衰变和α衰变
【解题提示】　书写方程式要遵循质量数守恒和电荷数守恒，对于衰变，主要看生成物，有42He的是α衰变，有 0-1e的是β衰变。【解析】　涉及的核反应方程分别是23892U→23490Th+42He、23490Th→23491Pa+0-1e、23491Pa→23492U+ 0-1e，因此①②③依次是α衰变、β衰变、β衰变。
解析：A错，B对： 发生一次β衰变，产生新原子核的电荷数为28，质量数为60，因此中子数为32，中子数比质子数多4。C错：β粒子来源于钴60原子核。D错：γ射线由钴60衰变后产生的新核释放。
2. 钴60（6027C）是金属元素钴的一种放射性同位素。钴60发生一次β衰变后放出γ射线，产生新的原子核X，则下列说法正确的是（　　）A.原子核X的电荷数为26B.原子核X的中子数比质子数多4C.β粒子是钴60原子最外层电子D.γ射线是由钴60原子核释放
3.放射性元素23290Th经过　　　　次α衰变和　　　　次β衰变变成了稳定元素20882Pb。
4.以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+73Li→2yy+147 N→x+178Oy+94Be→z+126Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是（　　）A.α粒子 B.质子 C.中子 D.电子
【解析】　把前两个方程化简，消去x，即147N+73Li→y+178O，可见y是42He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n，选项C正确。