5.3 核力与结合能 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

5.3核力与结合能第五章原子核

思考与讨论: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？

一、核力与四种基本相互作用四种基本相互作用引力相互作用电磁相互作用强相互作用弱相互作用17世纪下半叶，人们发现了万有引力。万有引力把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系。19世纪后，电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用。

一、核力与四种基本相互作用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力是不可能的。质子相互间距离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；引力常量G的数量级为10-11，静电力常量k的数量级为109。估算库仑力与万有引力之比？?

一、核力与四种基本相互作用原子核内核子间存在的把各种核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核的作用被称为强相互作用。能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。核力的特点①核力是强相互作用。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多（比库仑力强137倍），核力与核子电荷无关。③核力具有饱和性。每个核子只与相邻的质子之间、中子之间、中子和质子之间都存在核力。强相互作用可以存在于各种核子之间②核力是短程力。作用范围只有约10-15m。

一、核力与四种基本相互作用除核力外原子核内还存在自然界的第四种相互作用—弱相互作用。弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，力程比强相互作用更短，为10－18m。

一、核力与四种基本相互作用万有引力把行星和恒星聚在一起组成太阳系、银河系和其他星系，决定着宇宙的现状。电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体等。强相互作用在原子核内，核力将核子束缚在一起。弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。

二、结合能要是再把这颗行星抛向太空，需要多少能量呢？一颗小行星携带巨大的能量撞击地球，这些能量最终转化为内能散失在空气中。

二、结合能氦原子核是由两个质子和两个中子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量。反过来，4个核子结合成氦原子核要放出能量。那么，把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量有什么关系？思考与讨论：??把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量相等，这个能量叫做原子核的结合能。分开氦原子核核子结合成氦原子核

二、结合能1.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。组成原子核的核子数，组成原子核的核子数越多，结合能越大。2.结合能大小的因素：

二、结合能1.比结合能：原子核的结合能与核子数之比称为比结合能，也叫平均结合能。2.注意：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。比结合能越大，原子核越稳定。

二、结合能不同原子核的比结合能是不一样的，右图是按照实际测量结果画的图线。可以看出，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。4.不同原子核的比结合能图像：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。这个能量有多大？我们可能计算出来吗？

三、质量亏损原子分解为核子时，质量增加；核子结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，叫做质量亏损。（组成原子核的核子的质量之和与原子核的质量之差）(3)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的。?(2)在核反应中仍遵守质量守恒和能量守恒。质量亏损并不是这部分质量消失或质量转变为能量。物体的质量应包括静止质量和运动质量，质量亏损是静止质量减少，减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量。

三、质量亏损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：核子在结合成原子核时要放出能量，出现质量亏损，大小为：质能方程物体质量，随着能量的变化，会发生变化。E＝mc2ΔE＝Δmc2爱因斯坦质能方程：

三、质量亏损质能方程ΔE=Δmc2常用单位（1）?m用“u(原子质量单位)”1u=1.660566×10-27kg（2）ΔE用“uc2”1uc2=931.5MeV（931.5兆电子伏）(表示1u的质量变化相当于931.5MeV的能量改变)质能方程的本质：①质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质的质量