【教案】核力與比結(jié)合能教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載教學(xué)目標(biāo)：14.5 核力與結(jié)合能1. 明白四種相互作用，知道核力的特點；2. 熟悉原子核的結(jié)合能及質(zhì)量虧損，并能應(yīng)用質(zhì)能方程進(jìn)行運算；3. 能簡潔說明輕核和重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有不同比例的緣由教學(xué)重難點：1. 懂得核力的特點2. 懂得原子核中質(zhì)子和中子的比例問題3. 質(zhì)量虧損的運算，結(jié)合能和比結(jié)合能的懂得和運算；教學(xué)過程：一、引入：原子核的半徑約為10-15m , 只相當(dāng)原子半徑的萬分之一；在這么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)子間的庫侖斥力是很大，萬有引力太小，只有庫侖力的10-36；那么質(zhì)子為什么能擠在一起而不飛散 .會不會在原子核中有一種過去不知道的力，把核子束縛在一起了呢.

2、今日就來學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容，也就是第五節(jié)：核力與結(jié)合能二、授新1. 核力與四種相互作用：萬有引力相互作用，電磁相互作用，強(qiáng)相互作用，弱相互作用；（1） 核力的特點：核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的一種表現(xiàn)；在原子核尺度內(nèi)，核力比庫侖力大得多；核力是短程力；約在10-15m量級時起作用，距離大于0.8 10-15m 時為引力 , 距離為1010-15m 時核力幾乎消逝，距離小于0.8 10-15m 時為斥力，因此核子不會融合在一起；核力具有飽和性； 每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱之為核力的飽和性；核力具有電荷無關(guān)性；對給定的相對運動狀態(tài)，核力與核子電荷無關(guān)；（2） 弱相互

3、作用弱相互作用是引起原子核發(fā)生衰變的緣由 ,即引起中子 質(zhì)子轉(zhuǎn)變的緣由；弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10-18m， 作用強(qiáng)度比電磁力弱；2. 原子核中質(zhì)子和中子的比例輕核（原子序數(shù)小于20）的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)大致相等；對輕核而言，核子數(shù)量相對較小，核子間距處于核力作用范疇之內(nèi)，由于 核力遠(yuǎn)大于電磁力，即使質(zhì)子和中子成對顯現(xiàn)，強(qiáng)大的核力也可以 將核子緊緊地束縛在原子核的范疇之內(nèi)，形成穩(wěn)固的原子核；重核（原子序數(shù)大于 20）的質(zhì)子數(shù)小于中子數(shù)；對于重核而言，核子數(shù)量大， 核子間距也大， 由于核力的飽和性， 核力會由于核子間距的變大而大幅度減小， 甚至小于電磁力；假如質(zhì)子和中子再成對顯現(xiàn)

4、，原子核不穩(wěn)固；假如只增加中子，由于中子之間不存在庫侖力， 但有相互吸引的核力， 所以有助于維系原子核的穩(wěn)固，所以重核內(nèi)中子數(shù)會明顯大于質(zhì)子數(shù)；由于核力的作用范疇是有限的，以及核力的飽和性， 假如我們我們連續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時即使再增加中子， 形成的核也肯定是不穩(wěn)固的；例 1：關(guān)于核子接合成原子核，以下說法正確選項（）a 原子核內(nèi)的核子間均存在核力b原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力與庫侖力c穩(wěn)固的原子核的質(zhì)子數(shù)總是與中子數(shù)相等d對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子數(shù)起到增加核力，維系原子核穩(wěn)固的作用3. 結(jié)合能與比結(jié)合能：（1） 結(jié)合能e：把一個原子核中結(jié)合在

5、一起的核子完全分開需要吸取肯定的能量，分開的核子接合成原子核會釋放同樣多的能量；這個能量叫做結(jié)合能e；（2） 比結(jié)合能 e：結(jié)合能與核子數(shù)的比值叫做比結(jié)合能；ee ；n（ 3）不同原子核的比結(jié)合能是不同的，中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能最大， 輕核和重核的比結(jié)合能要小些；比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越堅固，原子核越穩(wěn)固；由于比結(jié)合能越大，將每個核子分開所需的能量越大；（4）核反應(yīng)釋放能量的運算方法：238 u234 th4he ，設(shè)238u比結(jié)合能為e ， 234 th 的比結(jié)9290292190合能為e2 ，4 he 的比結(jié)合能為e3 ；2就次核反應(yīng)釋放的能量為：e234e24e3238e

6、1 ；82例 2：假如把16o 分成 8 個質(zhì)子和 8 個中子， 要給它多少能量？把它分成4 個4he，要給它2o16多少能量？已知8的比結(jié)合能是 7.98mev，4 he 的比結(jié)合能為 7.07 mev；4. 質(zhì)量虧損（1） 愛因斯坦質(zhì)能方程：emc2，能量減小 e= mc2；肯定的質(zhì)量具有的總能量是肯定的；物體的質(zhì)量增加，就總能量增加，質(zhì)量減小， 就總能量削減；例 3：已知中子的質(zhì)量 mn=1.6749 10-27kg，質(zhì)子的質(zhì)量為 mp =1.6726 10-27kg，氘核的質(zhì)量md =3.3436 10-27kg；將一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成一個氘核，質(zhì)量減小了多少？能量減小了多少？氘核

7、的結(jié)合能是多少？比結(jié)合能是多少？（2） 質(zhì)量虧損：并不是指質(zhì)量消逝，削減的質(zhì)量以能量的形式輻射出去了；hnh101例 4：中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，同時釋放 光子， 核反應(yīng)方程是 112,以下說法正確選項（）a. 反應(yīng)后氘核的質(zhì)量肯定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量和b. 反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變cc. 核子結(jié)合成核時，肯定釋放核能d. 光子具有的能量為 m2 ， m 為核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損5. 核能運算方法總結(jié)：（1） 依據(jù)質(zhì)量虧損運算：e= mc2（2） 利用原子質(zhì)量單位u 和電子伏特之間的關(guān)系運算1u=1.660610 27 kg， 1ev=1.610 16 j ，由 emc2，可算得， e=931.5mev ；即：質(zhì)量虧損 1u，就釋放 931.5 mev 的核能；（3） 依據(jù)能量守恒和動量守恒來運算核能；（4） 利用比結(jié)合能來運算核能88例 5：鐳核226 ra 發(fā)生衰變放出一個粒子變成氡核222 rn