5.1核能來自何方

1、第一節(jié) 核能來自何方,第五章核能與社會,原子核,質子（帶正電）,中子,統(tǒng)稱為核子,回顧：原子核的組成,思考：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質子為什么在庫侖斥力的作用下還能夠擠在一起而不飛散？ 猜想：萬有引力？,驗證：質子間的電磁力是萬有引力的1035倍 結論：核子不可能靠自身萬有引力抗衡庫侖斥力。 猜想：存在第三種力核力，是核力把核子束縛在核內，形成穩(wěn)定的原子核。,一、核力與核的穩(wěn)定性,2、特點（1）. 核力是強相互作用（強力）的一種表現。在原子核尺度內，核力比庫侖力大得多。 （2）. 核力是短程力。約在10-15m 數量級時起作用，距離大于0.810-15m時為引力, 距離為1010-1

2、5m 時核力幾乎消失，距離小于 0.810-15m 時為斥力，因此核子不會融合在一起。 （3）. 核力與電荷無關。核力與核子電荷無關。 （4）. 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，這種性質稱之為核力的飽和性。,（1）核力 1、定義：能夠把核中的各種核子聯系在一起的強大的力叫做核力。,1結合能：當核子結合成原子核時要放出一定能量；原子核分解成核子時，要吸收同樣的能量這個能量叫做原子核的結合能,二、結合能與平均結合能,例如：,2平均結合能,原子核核子越多，它的結合能越高。因此，有意義的是它的結合能與核子數之比，稱作平均結合能。,平均結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子

3、核越穩(wěn)定。,1.從相對論得出，物體的能量和質量之間存在如下密切聯系。,三、愛因斯坦的質能方程,例1：中子的質量為1.67491027Kg 質子的質量為1.67261027Kg 氘核的質量為3.34361027Kg ， 求氘核的平均結合能。,解：單個中子與質子的質量之和為：,與氘核質量之差為：,由愛因斯坦的質能方程為：,氘核的平均結合能為：,2.質量虧損把組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差叫做核的質量虧損。,核子在結合成原子核時出現質量虧損，所以要放出能量，大小為：,中等大小的核的平均結合能最大（平均每個核子的質量虧損最大），這些核最穩(wěn)定。,質量虧損表明：的確存在原子核的結合能,讓DE變成

4、F，或者讓A變成B和C，能不能釋放核能？,例2 碳原子質量的 1/12 叫做原子質量單位，用u 表示。試證明1u 相當于931 MeV。,證明： 碳原子的摩爾質量為M=12g/mol， 所以一個碳原子質量為m=M/NA=1.99310-26kg 所以1u=m/12=1.660610-27kg 代入公式E=mc2得： E=1.492410-10J=931MeV,1.對核子結合成原子核的下列說法正確的是( ) A.原子核內的核子間均存在核力 B.原子核內的質子間均存在核力和庫侖力 C.穩(wěn)定原子核的質子數總是與中子數相等 D.對質子數較多的原子核，其中的中子數起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用,課堂

5、練習,D,核力是短程力，只有相鄰核子間才存在核力,對質子數較多的原子核，其中的中子數大于質子數，中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用,2.科學研究表明,自然界存在四種基本相互作用,我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力,那么分子力實質上屬于( ) A.引力相互作用 B.電磁相互作用 C.強相互作用和弱相互作用的共同作用 D.四種基本相互作用的共同作用,課堂練習,B,在10-10m這個范圍內引力作用和電磁作用都存在,但由于電磁力遠大于萬有引力,引力作用可以忽略不計,因此分子力本質上屬于電磁相互作用.,分子作用范圍約在10-10m數量級上,強相互作用和弱相互作用都是短程作用力.,3.對結合能、平均結合能的認識，下列說法錯誤的是( ) A.一切原子核均具有結合能 B.自由核子結合為原子核時，可放出能量 C.結合能越大的原子核越穩(wěn)定 D.平均結合能越大的原子