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原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成1
人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成的?人們認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性開始的。人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成2一、天然放射現(xiàn)象1896年,法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn),鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線,這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光,物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性.具有發(fā)射性的元素稱為放射性元素.元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象.放射性不是少數(shù)幾種元素才有的,研究發(fā)現(xiàn),原子序數(shù)大于或等于83的所有元素,都能自發(fā)的放出射線,原子序數(shù)小于83的元素,有的也具有放射性.一、天然放射現(xiàn)象1896年,法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)3放射型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種:1.在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢?2.它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外,還有些什么性質(zhì)呢?這些射線帶不帶電呢?放射型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種:1.在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什4閱讀課文填寫表格:成分速度貫穿能力電離能力α射線β射線γ射線氦原子核1/10光速弱很容易高速電子流高能量電磁波接近光速較強(qiáng)較弱光速很強(qiáng)更小閱讀課文填寫表格:成分速度貫穿能力電離能力α射線β射線γ射線5二、原子核的組成1.放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來的,這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu).2.原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)?3.原子核又是由什么粒子組成的呢?二、原子核的組成1.放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元6質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,得到了質(zhì)子。經(jīng)過研究證明,質(zhì)子帶正電荷,其電量和一個電子的電量相同,它的質(zhì)量等于一個電子質(zhì)量的1836倍.進(jìn)一步研究表明,質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同,所以質(zhì)子就是氫原子核.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,得到了質(zhì)子。經(jīng)7中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子,通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同,但是不帶電.是中性粒子.在對各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子.中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子,通過研8原子核的表示:X表示
元素符號Z表示
質(zhì)子數(shù)A表示
質(zhì)量數(shù)原子核的表示:X表示
元素符號Z表示
質(zhì)子數(shù)A表示
質(zhì)量數(shù)9如質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,(質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同),則互為同位素。如質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,(質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同),則10原子核的組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子UHeH114223592XAZ(核)電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核的組成10-15m元素符號原子核的組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子UH11原子核的組成各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個數(shù)(核的電荷數(shù))和核外電子的個數(shù)都相同,它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數(shù);原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù),它等于該元素原子量的整數(shù)部分.在某種核反應(yīng)中,一個中子變成一個電子和一個質(zhì)子.這就是原子核內(nèi)沒有電子,又會放出電子,產(chǎn)生β射線的原因.原子核的組成各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個數(shù)(核的電荷數(shù))和核外電子的12第二節(jié)放射性元素的衰變第二節(jié)放射性元素的衰變13一、衰變原子核放出α粒子或β粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儲了プ儯悍懦靓亮W拥乃プ?,?/p>
β衰變:放出β粒子的衰變,如
1.定義:2.種類:一、衰變原子核放出α粒子或β粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞?4原子核發(fā)生衰變時,衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.α衰變:
β衰變:
說明:1.中間用單箭頭,不用等號;2.是質(zhì)量數(shù)守恒,不是質(zhì)量守恒;3.方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),不能杜撰。3.規(guī)律:衰變方程原子核發(fā)生衰變時,衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.α衰變:154.本質(zhì):α衰變:原子核內(nèi)少兩個質(zhì)子和兩個中子β衰變:原子核內(nèi)的一個中子變成質(zhì)子,同時放出一個電子γ射線的產(chǎn)生:γ射線經(jīng)常是伴隨著α射線和β射線產(chǎn)生的,沒有γ衰變。元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無關(guān),放射性表明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。說明:4.本質(zhì):α衰變:原子核內(nèi)少兩個質(zhì)子和兩個中子β衰變:165.注意:一種元素只能發(fā)生一種衰變,但在一塊放射性物質(zhì)中可以同時放出α、β和γ三種射線。5.注意:一種元素只能發(fā)生一種衰變,但在一塊放射性17二、半衰期(T)
1.意義:表示放射性元素衰變快慢的物理量2.定義:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間不同的放射性元素其半衰期不同.3.公式:
二、半衰期(T)1.意義:表示放射性元素衰變快慢的物理量18原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成課件19注意:(1)半衰期的長短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的,與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)
(2)半衰期是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對大量的原子核才適用,對少數(shù)原子核是不適用的.考古學(xué)家確定古木年代的方法是用放射性同位素作為“時鐘”,來測量漫長的時間,這叫做放射性同位素鑒年法.注意:(1)半衰期的長短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的,與原20練習(xí)1:某原子核A的衰變過程為AβBαC,下列說法正確的是()A、核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于5;B、核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于2;C、核A的中性原子中的電子數(shù)比原子核B的中性原子中的電子數(shù)多1;D、核A的質(zhì)子數(shù)比核C的質(zhì)子數(shù)多1。D練習(xí)1:某原子核A的衰變過程為A、核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)21思考:(鈾)要經(jīng)過幾次α衰變和β衰變,才能變?yōu)?鉛)?它的中子數(shù)減少了多少?8次α衰變,6次β衰變,中子數(shù)減少22個.思考:(鈾)要經(jīng)過幾次α衰變和β衰變,才能變?yōu)?鉛22××××××××××××××××練習(xí)2:靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核,當(dāng)它放出一個α粒子后,其速度方向與磁場方向垂直,測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44:1,如圖所示:則()A、α粒子與反沖粒子的動量大小相等,方向相反B、原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90C、反沖核的核電荷數(shù)為88D、α粒子與反沖核的速度之比為1:88R1R2ABC××××練習(xí)2:靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性23靜止在勻強(qiáng)磁場中的放射性元素發(fā)生衰變后1、放出的粒子與反沖核的動量大小相等,方向相反2、α粒子與反沖粒子的運(yùn)動軌跡是外切圓
β粒子與反沖粒子的運(yùn)動軌跡是內(nèi)切圓小結(jié):靜止在勻強(qiáng)磁場中的放射性元素發(fā)生衰變后小結(jié):24第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)25盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮?dú)夂?,在熒光屏S上出現(xiàn)了閃光,這表明,有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過鋁箔,撞擊在S屏上,這種粒子肯定是在α粒子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣,盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變,人類第一次打開了原子核的大門。一、核反應(yīng)α粒子鋁箔熒光屏氮?dú)怙@微鏡盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮?dú)夂?,在熒光屏S上出現(xiàn)了26
為了認(rèn)定新粒子,把新粒子引進(jìn)電場和磁場,測出了它的質(zhì)量和電量,確認(rèn)與氫核相同:帶有一個單位的正電量,質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子.質(zhì)子的符號是H或P在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn),還可以根據(jù)徑跡了解整個人工轉(zhuǎn)變的過程.英國物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條α粒子徑跡中,發(fā)現(xiàn)了8條產(chǎn)生分叉的記錄.
為了認(rèn)定新粒子,把新粒子引進(jìn)電場和磁場,測出了它的質(zhì)量和電27分叉情況表明,α粒子擊中氮核后,生成一個新核,同時放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢,徑跡短而粗;質(zhì)子速度大,電量小,故徑跡細(xì)而長.根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可以寫出這個發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核.分叉情況表明,α粒子擊中氮核后,生成一個新核,同時放出質(zhì)子。28用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核,也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變,并產(chǎn)生質(zhì)子,說明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分,質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個基本粒子。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程,------------核反應(yīng)在核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核,也都產(chǎn)生類似的29核反應(yīng):原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。注意:1.核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒2.核反應(yīng)是原子核的變化,化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化核反應(yīng):原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。30二、人工放射性同位素1934年,約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素,自然界沒有天然的,它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素二、人工放射性同位素1934年,約里奧·居里和伊麗芙·居里31與天然的放射性物質(zhì)相比,人造放射性同位素:1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理與天然的放射性物質(zhì)相比,人造放射性同位素:1、放射強(qiáng)度容易控32(1)利用它的射線三、放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng),可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋,所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀.B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系,來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等,從而實(shí)現(xiàn)自動控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體,以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物,引起植物變異而培育良種,也可以利用它殺菌、治病等(1)利用它的射線三、放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本33γ射線探傷儀γ射線探傷儀34利用鈷60的γ射線治療癌癥(放療)利用鈷60的γ射線治療癌癥(放療)35食物保鮮(延緩發(fā)芽,生長,長期保存)棉花育種食品保鮮糧食保存食物保鮮(延緩發(fā)芽,生長,長期保存)棉花育種食品保鮮糧食保存36(2)作為示蹤原子:用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥,把磷肥噴在棉花葉子上,磷肥也能被吸收.但是,什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等,用通常的方法很難研究.如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上,然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度,上面的問題就很容易解決.(2)作為示蹤原子:用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.37原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,在利用放射性同位素給病人做“放療”時,如果放射性的劑量過大,皮膚和肉就會潰爛不愈,導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì),如果不注意也會對人體造成巨大的危害。四、輻射與安全原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,在利用放射性同位素給38過量的放射性會對環(huán)境造成污染,對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用.20世紀(jì)人們在毫無防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島過量的放射性會對環(huán)境造成污染,對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用39為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞,人們采取了有效的防范措施:檢測輻射裝置全身污染檢測儀輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放鈾為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞,人們采取了有效的防40(1)在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄(2)用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi),并埋在深海里(3)在生活中要有防范意識,盡可能遠(yuǎn)離放射源放射性的防護(hù)(1)在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄放41核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑42防護(hù)操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)防護(hù)操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)43第五節(jié)核力與結(jié)合能第五節(jié)核力與結(jié)合能44
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。而通常原子核是穩(wěn)定的,于是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉在一起,此力稱為核力。核力mpmp庫侖力庫侖力萬有引力萬有引力核力
核子靠什么力結(jié)合成原子核?原子核的半徑約為10-15m,45核力:能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力.核力具有怎樣的特點(diǎn)呢?一、核力:核力:能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力.核力46
2.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10×10-15m時核力幾乎消失,距離小于0.8×10-15m時為斥力。3.核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力,而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。
4.核力具有電荷無關(guān)性。對給定的相對運(yùn)動狀態(tài),核力與核子電荷無關(guān)。1.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)。2.核力是短程力。約在10-15m47除核力外原子核內(nèi)還存在弱相互作用(弱力)弱力是引起中子-質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因弱相互作用也是短程力,力程比強(qiáng)力更短,為10-18m,作用強(qiáng)度則比電磁力小。除核力外原子核內(nèi)還存在弱相互作用(弱力)48二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子核,質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等,但對于較重的原子核,中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),越重的元素,兩者相差越多。為什么會這樣呢?二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子核,質(zhì)子數(shù)與中49核越來越大,有些核子間的距離越來越遠(yuǎn)。隨著距離的增加,核力與電磁力都會減小,但核力減小得更快。所以,原子核大到一定程度時,相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,這個原子核就不穩(wěn)定了。這時,如果不再成對地增加核子,而只增加中子,中子與其他核子沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,有助于維系原子核的穩(wěn)定。由于這個原因,穩(wěn)定的重原子核里,中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。核越來越大,有些核子間的距離越來越遠(yuǎn)。隨著距離的增加,核力與50
由于核力的作用范圍是有限的,如果繼續(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也無濟(jì)于事,這樣的核必然是不穩(wěn)定的。在宇宙演化的進(jìn)程中,各種粒子有機(jī)會進(jìn)行各種組合,但那些不穩(wěn)定的組合很快就瓦解了,只有200多種穩(wěn)定的原子核長久地留了下來?,F(xiàn)在觀察到的88天然放射性元素,則正在瓦解之中。由于核力的作用范圍是有限的,如果繼續(xù)增大原子核,一51結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量,而是為把核子分開而需要的能量。比結(jié)合能:結(jié)合能與核子數(shù)之比,稱做為比結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。三、結(jié)合能結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量,而是為把核子分52四、質(zhì)量虧損1、例題:中子的質(zhì)量=1.6749×10-27Kg質(zhì)子的質(zhì)量=1.6726×10-27Kg中子和質(zhì)子的質(zhì)量和=3.3475×10-27Kg
氘核的質(zhì)量=3.3436×10-27Kg質(zhì)量差=0.0039×10-27Kg四、質(zhì)量虧損1、例題:53四、質(zhì)量虧損2、質(zhì)量虧損:原子分解為核子時,質(zhì)量增加;核子結(jié)合成原子核時,質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和,叫做質(zhì)量虧損。1、例題:四、質(zhì)量虧損2、質(zhì)量虧損:原子分解為核子時,質(zhì)量增加;核子結(jié)54愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2
式中c是真空中的光速,m是物體的質(zhì)量,E是物體的能量。核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)的質(zhì)量虧損Δm,正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量ΔE=Δm·c2愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2
553、有關(guān)問題的理解和注意事項(xiàng)第一.核反應(yīng)過程中:
核子結(jié)合成原子核時,新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量(質(zhì)量虧損),同時以光子形式釋放核能;
原子核分解為核子時,需要吸收一定能量,核子的總質(zhì)量大于原原子核的質(zhì)量.第二.核反應(yīng)過程中,質(zhì)量虧損時,核子個數(shù)不虧損(即質(zhì)量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后,核內(nèi)每個核子仿佛“瘦了”一些.第三.質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失,而是減少的質(zhì)量m以能量形式輻射,因此質(zhì)量守恒定律不被破壞.3、有關(guān)問題的理解和注意事項(xiàng)第一.核反應(yīng)過程中:第二.核反應(yīng)56第四.公式ΔE=Δm·c2
的單位問題國際單位:m用“kg”C用“m/s”ΔE用“J”常用單位:m用“u(原子質(zhì)量單位)”1u=1.660566×10-27kgΔE用“uc2”1uc2=931MeV(表示1u的質(zhì)量變化相當(dāng)于931MeV的能量改變)第四.公式ΔE=Δm·c2的單位問題國際單位:m57原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成課件58課堂練習(xí):(1)試證明,1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931.50MeV的能量.1u=1.6606×-27kg,光速c=2.9979×108m/s,1eV=1.6022×10-19J.(2)碳原子的質(zhì)量是12.000000u,可以看做是由6個氫原子(質(zhì)量是1.007825u)和6個中子組成的.求核子結(jié)合成碳原子核時釋放的能量.(在計(jì)算中可以用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量,用氫原子的質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量,因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量可以在相減過程中消去.)課堂練習(xí):(1)試證明,1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931.5059原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成課件60第六節(jié)、重核的裂變第六節(jié)、重核的裂變61
物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核,釋放核能的反應(yīng)叫做裂變.把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,釋放出核能的反映叫做聚變.一、裂變〓聚變〓裂變物理學(xué)中把重核分裂成質(zhì)量較小的核,釋放核能的反621939年12月,德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn),用中子轟擊鈾核時,鈾核發(fā)生了裂變。鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的,一種典型的反映是裂變?yōu)殇^和氪,同時放出三個中子,其核反應(yīng)方程是:鈾核的裂變+→++裂變中釋放出巨大的能量,在上述裂變中,裂變后的總質(zhì)量小于裂變前的總質(zhì)量,質(zhì)量虧損:釋放出的能量為1939年12月,德國物理學(xué)家哈恩和他的助手斯特拉斯曼63由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程,叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng).鏈?zhǔn)椒磻?yīng)使裂變物資能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積,相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程,64原子彈原子彈65核防護(hù)(1)核爆炸瞬時效應(yīng)防護(hù)。對核襲擊的防護(hù)大致可分為兩大類。利用工事進(jìn)行掩蔽在開闊地面上的人員,當(dāng)發(fā)現(xiàn)核爆閃光時,立即背向爆心臥倒,可減輕傷害。(2)放射性沾染防護(hù)。避開在沾染區(qū)或高照射量率的地區(qū)行動人員通過沾染區(qū)時盡量乘坐車輛,在沾染區(qū)作業(yè)時要盡量縮短時間及時穿戴個人防護(hù)器材,防止人體受沾染進(jìn)入沾染區(qū)執(zhí)行任務(wù)的人員,可服用抗輻射藥,以減少放射性物質(zhì)在人體內(nèi)的存留核防護(hù)(1)核爆炸瞬時效應(yīng)防護(hù)。對核襲擊的防護(hù)大致可分為兩66解決能源危機(jī)根本途徑——核能
可開發(fā)的核裂變?nèi)剂腺Y源可使用上千年。核聚變資源可使用幾億年。二、核電站解決能源危機(jī)根本途徑——核能二、核電站67水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——
核電站慢中子反應(yīng)堆二、核電站水泥防護(hù)層控制棒——鎘棒燃料棒—鈾棒減速劑鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的應(yīng)用——68第七節(jié)、核聚變聚變〓第七節(jié)、核聚變聚變〓691輕核的聚變(熱核反應(yīng))某些輕核能夠結(jié)合在一起,生成一個較大的原子核,這種核反應(yīng)叫做聚變。1輕核的聚變(熱核反應(yīng))某些輕核能夠結(jié)合在一起,生成一個70根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算下面核反應(yīng)放出的能量:氘核的質(zhì)量:mD=氚核的質(zhì)量:mT=氦核的質(zhì)量:mα=中子的質(zhì)量:mn根據(jù)所給數(shù)據(jù),計(jì)算下面核反應(yīng)放出的能量:氘核的質(zhì)量:mD=氦71發(fā)生聚變的條件:使原子核間的距離達(dá)到10-15m實(shí)現(xiàn)的方法有:1、用加速器加速原子核;2、把原子核加熱到很高的溫度;108~109K不經(jīng)濟(jì)聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)發(fā)生聚變的條件:使原子核間的距離達(dá)到10-15m實(shí)現(xiàn)的方法有72核聚變的利用——?dú)鋸棌楏w引爆裝置小型原子彈三種炸藥:普通炸藥U235氘、氚爆炸裂變聚變氘、氚、重氫化鉀等鈾235外殼普通炸藥核聚變的利用——?dú)鋸棌楏w引爆裝置小型原子彈三種炸藥:普通炸藥73原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成74
人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成的?人們認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性開始的。人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成75一、天然放射現(xiàn)象1896年,法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn),鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線,這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光,物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性.具有發(fā)射性的元素稱為放射性元素.元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象.放射性不是少數(shù)幾種元素才有的,研究發(fā)現(xiàn),原子序數(shù)大于或等于83的所有元素,都能自發(fā)的放出射線,原子序數(shù)小于83的元素,有的也具有放射性.一、天然放射現(xiàn)象1896年,法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)76放射型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種:1.在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢?2.它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外,還有些什么性質(zhì)呢?這些射線帶不帶電呢?放射型物質(zhì)發(fā)出的射線有三種:1.在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什77閱讀課文填寫表格:成分速度貫穿能力電離能力α射線β射線γ射線氦原子核1/10光速弱很容易高速電子流高能量電磁波接近光速較強(qiáng)較弱光速很強(qiáng)更小閱讀課文填寫表格:成分速度貫穿能力電離能力α射線β射線γ射線78二、原子核的組成1.放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來的,這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu).2.原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)?3.原子核又是由什么粒子組成的呢?二、原子核的組成1.放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元79質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,得到了質(zhì)子。經(jīng)過研究證明,質(zhì)子帶正電荷,其電量和一個電子的電量相同,它的質(zhì)量等于一個電子質(zhì)量的1836倍.進(jìn)一步研究表明,質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同,所以質(zhì)子就是氫原子核.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,得到了質(zhì)子。經(jīng)80中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子,通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同,但是不帶電.是中性粒子.在對各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子.中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子,通過研81原子核的表示:X表示
元素符號Z表示
質(zhì)子數(shù)A表示
質(zhì)量數(shù)原子核的表示:X表示
元素符號Z表示
質(zhì)子數(shù)A表示
質(zhì)量數(shù)82如質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,(質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同),則互為同位素。如質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,(質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同),則83原子核的組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子UHeH114223592XAZ(核)電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核的組成10-15m元素符號原子核的組成中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子UH84原子核的組成各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個數(shù)(核的電荷數(shù))和核外電子的個數(shù)都相同,它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數(shù);原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù),它等于該元素原子量的整數(shù)部分.在某種核反應(yīng)中,一個中子變成一個電子和一個質(zhì)子.這就是原子核內(nèi)沒有電子,又會放出電子,產(chǎn)生β射線的原因.原子核的組成各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個數(shù)(核的電荷數(shù))和核外電子的85第二節(jié)放射性元素的衰變第二節(jié)放射性元素的衰變86一、衰變原子核放出α粒子或β粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儲了プ儯悍懦靓亮W拥乃プ儯?/p>
β衰變:放出β粒子的衰變,如
1.定義:2.種類:一、衰變原子核放出α粒子或β粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞?7原子核發(fā)生衰變時,衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.α衰變:
β衰變:
說明:1.中間用單箭頭,不用等號;2.是質(zhì)量數(shù)守恒,不是質(zhì)量守恒;3.方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),不能杜撰。3.規(guī)律:衰變方程原子核發(fā)生衰變時,衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.α衰變:884.本質(zhì):α衰變:原子核內(nèi)少兩個質(zhì)子和兩個中子β衰變:原子核內(nèi)的一個中子變成質(zhì)子,同時放出一個電子γ射線的產(chǎn)生:γ射線經(jīng)常是伴隨著α射線和β射線產(chǎn)生的,沒有γ衰變。元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無關(guān),放射性表明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。說明:4.本質(zhì):α衰變:原子核內(nèi)少兩個質(zhì)子和兩個中子β衰變:895.注意:一種元素只能發(fā)生一種衰變,但在一塊放射性物質(zhì)中可以同時放出α、β和γ三種射線。5.注意:一種元素只能發(fā)生一種衰變,但在一塊放射性90二、半衰期(T)
1.意義:表示放射性元素衰變快慢的物理量2.定義:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間不同的放射性元素其半衰期不同.3.公式:
二、半衰期(T)1.意義:表示放射性元素衰變快慢的物理量91原子核結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子核的組成課件92注意:(1)半衰期的長短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的,與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)
(2)半衰期是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對大量的原子核才適用,對少數(shù)原子核是不適用的.考古學(xué)家確定古木年代的方法是用放射性同位素作為“時鐘”,來測量漫長的時間,這叫做放射性同位素鑒年法.注意:(1)半衰期的長短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的,與原93練習(xí)1:某原子核A的衰變過程為AβBαC,下列說法正確的是()A、核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于5;B、核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于2;C、核A的中性原子中的電子數(shù)比原子核B的中性原子中的電子數(shù)多1;D、核A的質(zhì)子數(shù)比核C的質(zhì)子數(shù)多1。D練習(xí)1:某原子核A的衰變過程為A、核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)94思考:(鈾)要經(jīng)過幾次α衰變和β衰變,才能變?yōu)?鉛)?它的中子數(shù)減少了多少?8次α衰變,6次β衰變,中子數(shù)減少22個.思考:(鈾)要經(jīng)過幾次α衰變和β衰變,才能變?yōu)?鉛95××××××××××××××××練習(xí)2:靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核,當(dāng)它放出一個α粒子后,其速度方向與磁場方向垂直,測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44:1,如圖所示:則()A、α粒子與反沖粒子的動量大小相等,方向相反B、原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90C、反沖核的核電荷數(shù)為88D、α粒子與反沖核的速度之比為1:88R1R2ABC××××練習(xí)2:靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性96靜止在勻強(qiáng)磁場中的放射性元素發(fā)生衰變后1、放出的粒子與反沖核的動量大小相等,方向相反2、α粒子與反沖粒子的運(yùn)動軌跡是外切圓
β粒子與反沖粒子的運(yùn)動軌跡是內(nèi)切圓小結(jié):靜止在勻強(qiáng)磁場中的放射性元素發(fā)生衰變后小結(jié):97第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)第四節(jié)放射性的應(yīng)用與防護(hù)98盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮?dú)夂螅跓晒馄粒由铣霈F(xiàn)了閃光,這表明,有一種新的能量比α粒子大的粒子穿過鋁箔,撞擊在S屏上,這種粒子肯定是在α粒子擊中某個氮核而使該核發(fā)生變化時放出的。這樣,盧瑟福通過人工方法實(shí)現(xiàn)了原子核的轉(zhuǎn)變,人類第一次打開了原子核的大門。一、核反應(yīng)α粒子鋁箔熒光屏氮?dú)怙@微鏡盧瑟福在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),往容器C中通入氮?dú)夂螅跓晒馄粒由铣霈F(xiàn)了99
為了認(rèn)定新粒子,把新粒子引進(jìn)電場和磁場,測出了它的質(zhì)量和電量,確認(rèn)與氫核相同:帶有一個單位的正電量,質(zhì)量是電子質(zhì)量的1800多倍。盧瑟福把它叫做質(zhì)子.質(zhì)子的符號是H或P在云室里做盧瑟福實(shí)驗(yàn),還可以根據(jù)徑跡了解整個人工轉(zhuǎn)變的過程.英國物理學(xué)家布拉凱特在所拍攝的兩萬多張照片的40多萬條α粒子徑跡中,發(fā)現(xiàn)了8條產(chǎn)生分叉的記錄.
為了認(rèn)定新粒子,把新粒子引進(jìn)電場和磁場,測出了它的質(zhì)量和電100分叉情況表明,α粒子擊中氮核后,生成一個新核,同時放出質(zhì)子。新核的電量較大速度較慢,徑跡短而粗;質(zhì)子速度大,電量小,故徑跡細(xì)而長.根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可以寫出這個發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程并得知氮核放出質(zhì)子后變成了氧核.分叉情況表明,α粒子擊中氮核后,生成一個新核,同時放出質(zhì)子。101用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核,也都產(chǎn)生類似的轉(zhuǎn)變,并產(chǎn)生質(zhì)子,說明質(zhì)子是各種原子核里都有的成分,質(zhì)子是人類繼電子、光子后發(fā)現(xiàn)的第三個基本粒子。原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程,------------核反應(yīng)在核反應(yīng)中,質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒用α粒子、質(zhì)子、中子等去轟擊其它元素的原子核,也都產(chǎn)生類似的102核反應(yīng):原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。注意:1.核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒2.核反應(yīng)是原子核的變化,化學(xué)反應(yīng)是核外電子的變化核反應(yīng):原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。103二、人工放射性同位素1934年,約里奧·居里和伊麗芙·居里發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素,自然界沒有天然的,它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素二、人工放射性同位素1934年,約里奧·居里和伊麗芙·居里104與天然的放射性物質(zhì)相比,人造放射性同位素:1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理與天然的放射性物質(zhì)相比,人造放射性同位素:1、放射強(qiáng)度容易控105(1)利用它的射線三、放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng),可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋,所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀.B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系,來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等,從而實(shí)現(xiàn)自動控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體,以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物,引起植物變異而培育良種,也可以利用它殺菌、治病等(1)利用它的射線三、放射性同位素的應(yīng)用A、由于γ射線貫穿本106γ射線探傷儀γ射線探傷儀107利用鈷60的γ射線治療癌癥(放療)利用鈷60的γ射線治療癌癥(放療)108食物保鮮(延緩發(fā)芽,生長,長期保存)棉花育種食品保鮮糧食保存食物保鮮(延緩發(fā)芽,生長,長期保存)棉花育種食品保鮮糧食保存109(2)作為示蹤原子:用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥,把磷肥噴在棉花葉子上,磷肥也能被吸收.但是,什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等,用通常的方法很難研究.如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上,然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度,上面的問題就很容易解決.(2)作為示蹤原子:用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.110原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,在利用放射性同位素給病人做“放療”時,如果放射性的劑量過大,皮膚和肉就會潰爛不愈,導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì),如果不注意也會對人體造成巨大的危害。四、輻射與安全原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染,在利用放射性同位素給111過量的放射性會對環(huán)境造成污染,對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用.20世紀(jì)人們在毫無防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島過量的放射性會對環(huán)境造成污染,對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用112為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞,人們采取了有效的防范措施:檢測輻射裝置全身污染檢測儀輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放鈾為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞,人們采取了有效的防113(1)在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄(2)用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi),并埋在深海里(3)在生活中要有防范意識,盡可能遠(yuǎn)離放射源放射性的防護(hù)(1)在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄放114核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑115防護(hù)操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)防護(hù)操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)116第五節(jié)核力與結(jié)合能第五節(jié)核力與結(jié)合能117
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。而通常原子核是穩(wěn)定的,于是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉在一起,此力稱為核力。核力mpmp庫侖力庫侖力萬有引力萬有引力核力
核子靠什么力結(jié)合成原子核?原子核的半徑約為10-15m,118核力:能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力.核力具有怎樣的特點(diǎn)呢?一、核力:核力:能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力.核力119
2.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10×10-15m時核力幾乎消失,距離小于0.8×10-15m時為斥力。3.核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力,而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。
4.核力具有電荷無關(guān)性。對給定的相對運(yùn)動狀態(tài),核力與核子電荷無關(guān)。1.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)。2.核力是短程力。約在10-15m120除核力外原子核內(nèi)還存在弱相互作用(弱力)弱力是引起中子-質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因弱相互作用也是短程力,力程比強(qiáng)力更短,為10-18m,作用強(qiáng)度則比電磁力小。除核力外原子核內(nèi)還存在弱相互作用(弱力)121二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子核,質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等,但對于較重的原子核,中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),越重的元素,兩者相差越多。為什么會這樣呢?二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子核,質(zhì)子數(shù)與中122核越來越大,有些核子間的距離越來越遠(yuǎn)。隨著距離的增加,核力與電磁力都會減小,但核力減小得更快。所以,原子核大到一定程度時,相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,這個原子核就不穩(wěn)定了。這時,如果不再成對地增加核子,而只增加中子,中子與其他核子沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,有助于維系原子核的穩(wěn)定。由于這個原因,穩(wěn)定的重原子核里,中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。核越來越大,有些核子間的距離越來越遠(yuǎn)。隨著距離的增加,核力與123
由于核力的作用范圍是有限的,如果繼續(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也無濟(jì)于事,這樣的核必然是不穩(wěn)定的。在宇宙演化的進(jìn)程中,各種粒子有機(jī)會進(jìn)行各種組合,但那些不穩(wěn)定的組合很快就瓦解了,只有200多種穩(wěn)定的原子核長久地留了下來?,F(xiàn)在觀察到的88天然放射性元素,則正在瓦解之中。由于核力的作用范圍是有限的,如果繼續(xù)增大原子核,一124結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量,而是為把核子分開而需要的能量。比結(jié)合能:結(jié)合能與核子數(shù)之比,稱做為比結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。三、結(jié)合能結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量,而是為把核子分125四、質(zhì)量虧損1、例題:中子的質(zhì)量=1.6749×10-27Kg質(zhì)子的質(zhì)量=1.6726×10-27Kg中子和質(zhì)子的質(zhì)量和=3.3475×10-27Kg
氘核的質(zhì)量=3.3436×10-27Kg質(zhì)量差=0.0039×10-27Kg四、質(zhì)量虧損1、例題:126四、質(zhì)量虧損2、質(zhì)量虧損:原子分解為核子時,質(zhì)量增加;核子結(jié)合成原子核時,質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和,叫做質(zhì)量虧損。1、例題:四、質(zhì)量虧損2、質(zhì)量虧損:原子分解為核子時,質(zhì)量增加;核子結(jié)127愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2
式中c是真空中的光速,m是物體的質(zhì)量,E是物體的能量。核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)的質(zhì)量虧損Δm,正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量ΔE=Δm·c2愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2
1283、有關(guān)問題的理解和注意事項(xiàng)第一.核反應(yīng)過程中:
核子結(jié)合成原子核時,新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量(質(zhì)量虧損),同時以光子形式釋放核能;
原子核分解為核子時,需要吸收一定能量,核子的總質(zhì)量大于原原子核的質(zhì)量.第二.核反應(yīng)過程中,質(zhì)量虧損時,核子個數(shù)不虧損(即質(zhì)量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后,核內(nèi)每個核子仿佛“瘦了”一些.第三.質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失,而是減少的質(zhì)量m以能量形式輻射,因此質(zhì)量守恒定律不被破壞.3、有關(guān)問題的理解和注意事項(xiàng)第一.核反應(yīng)過程中:第二.核反應(yīng)129第四.公式ΔE=Δm·c2
的單位問題國際單位:m用“kg”C用“m/s”
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