高中物理第三章原子核3.6核聚變3.7粒子物理學(xué)簡介省公開課一等獎新名師獲獎?wù)n件

6核聚變7粒子物理學(xué)介紹1/28[目標(biāo)定位]1.知道什么是聚變反應(yīng)，會計(jì)算核聚變中釋放核能.2.知道熱核反應(yīng)，了解可控?zé)岷朔磻?yīng)及其研究和發(fā)展.3.了解組成物質(zhì)“基本粒子”及粒子物理發(fā)展史.2/28較重?zé)岷朔磻?yīng)增加釋放10－15動能3/285．特點(diǎn)：在消耗相同質(zhì)量核燃料時(shí)，輕核聚變比重核裂變

能量．熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外 界給它能量，靠

就會使反應(yīng)繼續(xù)下去．6．氫彈原理：首先由普通炸藥引爆原子彈．再由

爆 炸產(chǎn)生高溫高壓引發(fā)燒核爆炸．釋放更多本身產(chǎn)生熱原子彈4/28二、可控?zé)岷朔磻?yīng)與恒星演化中核反應(yīng)1．聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(diǎn)：(1)輕核聚變產(chǎn)能效率高．(2)地球上聚變?nèi)剂蟽α控S富．(3)輕核聚變更為安全、清潔．2．太陽等恒星內(nèi)部進(jìn)行核反應(yīng)是

反應(yīng)．輕核聚變5/28三、粒子1．“基本粒子”不基本 “基本粒子”：直到19世紀(jì)末，人們認(rèn)為光子、

、質(zhì) 子、

是“基本粒子”，伴隨科學(xué)發(fā)展，首先逐步 發(fā)覺了數(shù)以百計(jì)新粒子，它們都不是由

、

、

組成；另首先科學(xué)家又發(fā)覺質(zhì)子、中子等本身也 有自己復(fù)雜結(jié)構(gòu)．所以，20世紀(jì)后半期，就將“基 本”去掉，統(tǒng)稱

．2．粒子分類：按照粒子與各種相互作用關(guān)系，可將粒子分為三大類：

、

和

．電子中子中子質(zhì)子電子粒子強(qiáng)子輕子媒介子6/28夸克

反夸克最小單位自由7/28四、3種經(jīng)典粒子加速器1．直線加速器 (1)粒子運(yùn)動軌跡是

． (2)滿足條件：要保持粒子與高頻電場之間

關(guān)系． (3)優(yōu)點(diǎn)：粒子束

．2．盤旋加速器 (1)粒子運(yùn)動軌跡：在磁場中

運(yùn)動． (2)滿足條件：高頻電源頻率

粒子盤旋頻率． (3)優(yōu)點(diǎn)：粒子被加速到能量可達(dá)

.一條直線諧振強(qiáng)度高勻速圓周等于40MeV8/283．對撞機(jī) 能夠?qū)崿F(xiàn)兩束相對運(yùn)動粒子

設(shè)備叫對撞機(jī)． 工作原理：粒子先在

中加速，然后射入對撞 機(jī)，反向

在軌道交叉處相互

，取得較大能量．對撞同時(shí)加速器盤旋碰撞9/28預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑問題統(tǒng)計(jì)在下面表格中問題1問題2問題310/2811/2812/2813/2814/2815/28針對訓(xùn)練1以下說法正確是() A．聚變是裂變逆反應(yīng) B．假如裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量 C．聚變須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬開爾文以上高溫，顯然是吸收能量 D．裂變與聚變均可釋放巨大能量 答案D16/28解析A選項(xiàng)從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng)，但其實(shí)不然，因?yàn)槎叻磻?yīng)物和生成物完全不一樣．裂變是重核分裂成中等核，而聚變則是輕核聚合成為次輕核，無直接關(guān)聯(lián)，并非互為逆反應(yīng)；B選項(xiàng)既然裂變與聚變不是互為逆反應(yīng)，則在能量流向上也無須相反；C選項(xiàng)要實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)，必須使參加反應(yīng)輕核充分靠近，需要數(shù)百萬開爾文高溫提供能量．但聚變反應(yīng)一旦實(shí)現(xiàn)，所釋放能量遠(yuǎn)大于所吸收能量．所以，總來說，聚變反應(yīng)還是釋放能量．17/2818/2819/2820/2821/28三、粒子分類和夸克模型1．粒子分類分類參加相互作用發(fā)覺粒子備注強(qiáng)子參加強(qiáng)相互作用質(zhì)子、中子、介子、超子強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”粒子組成；強(qiáng)子又可分為介子和重子22/28輕子不參加強(qiáng)相互作用電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微