高中物理人教大纲版第三册：22.5 核反应 核能 （备课资料）.docVIP

●备课资料 一、正确认识质量亏损 在谈到结合能和质量亏损时，有的人误认为，当核子组成原子核时，有质量亏损，放出结合能的过程中，是质量变成能量.这是对质能方程的一种误解.按相对论，物体的质量是与速度有关的量，当物体的速度越大时，物体的质量越大.物体运动时的运动质量与物体静止时的静止质量间存在一定关系.当物体以远小于光速运动时，质量的这一变化很不明显.上述所说的质子、中子、原子核的质量都是指静质量.质量亏损，是静质量发生了变化.如一个质子和一个中子结合成氘核的这一过程中，2.22 MeV的能量是以辐射光子形式放出的.光子的静质量为零，但这个光子的运动质量为：（光子能量） hν/c2.由此可见，当计算进光子的质量后，虽说反应前后发生了质量亏损，这部分亏损恰好与光子的运动质量是相同的.反应前后的质量仍是守恒量，质量亏损并非这部分质量消失.当然，也就不存在质量转变成能量的问题. 二、爱因斯坦质能方程的推导 按照相对论质量公式 m=. 动量可表示为 p=mv=. 在相对论力学中，f= (mv) (在经典力学中，认为质量是不变量，所以化简为 f=m).将上述动量表达式代入，可得. 由动能定理 dEk=Fdx=F·vdt=vd =m0v［ +)］=. 如果质量的速度由0增加到v，获得的总动能 Ek=∫v0=∫v0=m0c2·｜v0=m0c2(-1)= -m0c2=mc2-m0c2. 爱因斯坦认识到物体的惯性大小，即质量大小是与能量有关的，只相差一个常量因子c2.于是爱因斯坦给出了著名的质能方程 E=mc2 前式可写为 mc2=Ek+m0c2 式中m0c2称作物体的静止能量，简称静能.mc2称作物体的总能量.因此，上式可说成是物体的总能量为物体的动能与静能之和. w.w.w.k.s.5.u.c.o.m