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1、原子核的結合能,揚大附中東部分校 劉虎,寶貝：媽媽喊我們我們回家了,人類對煤和石油的依賴已經嚴重我們的生存環(huán)境,核能-----能源中的后起之秀,你了解核能嗎？,中子,質子,,,,,2.2MeV（ ）,,?,,問題一：核能的來源---- 原子核的結合能,問題一：核能的來源---- 原子核的結合能,,,,,當光子能量等于或大于2.22MeV時，這個反應才會發(fā)生,一個質子和一個中子結合成氘核，要放出2.22MeV的能量,結合能：將原子核拆散成單個核子需要吸收的 能量或是將核子結合成原子核所放出的能量,,,問題一：核能的來源---- 原子核的結合能,,愛
2、因斯坦,物體的能量和質量之間存在密切的聯(lián)系，他們的關系是：,,,核子在結合成原子核時出現(xiàn)質量虧損，要放出能量，大小為：,質能方程,問題二：核能的計算---- 愛因斯坦的質能方程,,3.3475 1027,在物理上，原子核的質量總是小于組成該核的全部核子獨自存在時的總質量，這兩者的差額叫做質量虧損,問題二：核能的計算---- 愛因斯坦的質能方程,3.3475 1027,理論值：,m=(mn+mp-m氘）=0.0039 1027kg,試驗值：,2.22Mev,問題二：核能的計算---- 愛因斯坦的質能方程,,,計算結合能時，先計算質量虧損m，在帶入質能方程求出結合能,
3、方法：,推廣,,推廣,計算任意核反應中釋放的核能，先計算質量虧損m，在帶入質能方程求出核能。,,核能,,質量虧損,問題二：核能的計算---- 愛因斯坦的質能方程,練習1：原子質量單位1u=1.6606-27kg。試證明，1原子質量單位u相當于931.50 MeV的能量光速c=3108m/s，1eV=1.602210-19J 練習2：已知1個質子的質量mp=1.007 277u，1個中子的質量mn=1.008 665u.氦核的質量為4.001 509 u. 由上述數(shù)值，計算2個質子和2個中子結合成氦核時釋放的能量。,,932.80 MeV,28.30 MeV,結合能越大原子核是不是越難
4、被拆散？ 即結合能的大小能不能反映原子核的穩(wěn)定程度？,U-235,Li-6,問題三：核穩(wěn)定程度的量度---- 比結合能,【討論與交流】,1）概念：原子核的結合能與核子數(shù)之比,2）理解：核子結合成原子核時，平均每個核子所釋放的結合能，它也等于把原子核拆散成每個核子時，外界必須提供給每個核子的平均能量。,比結合能：,3）意義：,它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。平均結合能越大，核越穩(wěn)定。,問題三：核穩(wěn)定程度的量度---- 比結合能,a.中間大、兩端小。 b. 中等質量的核最穩(wěn)定。,比結合能曲線告訴我們：,活動：觀察比結合能曲線并思考下列問題： 1、兩個氘核
5、發(fā)生核反應變成氦核是吸收還是放出能量？ 2、一個重核可以分裂為中等質量的核是吸收還是放出能量？,1）概念：原子核的結合能與核子數(shù)之比,3）意義：它反映了一個原子核穩(wěn)定程度。平均結合能越大，核越穩(wěn)定。,4）規(guī)律：較輕核和較重核的核子平均結合能較小,穩(wěn)定性較差;中等質量核的核子平均結合能較大，穩(wěn)定性較好。,2）理解：核子結合成原子核時，平均每個核子所釋放的結合能，它也等于把原子核拆散成每個核子時，外界必須提供給每個核子的平均能量。,比結合能：,問題三：核穩(wěn)定程度的量度---- 比結合能,目標檢測,1、一下關于核力的說法正確的是 （ ） A、核力存在于任何核子之間 B、核
6、力只存在于相鄰的核子之間 C、核力與萬有引力性質相同 D、核力是一種短程的強作用力,B、D,考查點：核力的性質,目標檢測,2、聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”，以紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻。對于愛因斯坦提出的質能方程E=mc2，下列說法中正確的是（ ) A、E=mc2表明物體具有的能量與其質量成正比 B、 E=mc2中的E表示發(fā)生核反應過程中釋放的核能 C、 根據(jù)E= mc2 可以計算核反應中釋放的核能 D、 E= mc2 表示發(fā)生的質量虧損 m轉變成為能量 E釋放出來,A、C,3、當氘核和氚核聚合成氦核時會釋放大量能量，設氘核的質量為m1，氚核的質量為m2，氦核的質量為m3,中子
7、的質量為m4,則反應過程中釋放的能量為： （ ）,目標檢測,A、,C、,D、,B、,C,,,,,,,,,,,,,,,核反應方程為：,,目標檢測（拓展）,4、一個質子和一個中子聚變結合成一個氘核，同時輻射一個光子。已知質子、中子、氘核的質量分別為m1、m2、m3，普朗克常數(shù)為h，真空中的光速為c，下列說法正確的是（ ）,A、核反應方程是,D、 光子的波長,C、輻射出的光子的能量 E=（m3-m1-m2)c2,B、聚變反應中的質量虧損m=m1+m2-m3,B,,目標檢測（拓展）,5、已知原子核21084Po的質量為209.98287u，原子核20682Pb的質量為205.974
8、46u，粒子的質量為4.00260u，靜止的核Po在衰變中放出粒子后變成核Pb，求： （1）衰變過程中的質量虧損； （2）衰變過程中釋放的能量； （3）衰變后的瞬間，粒子和Pb的動能之比。,,小結,1、當核子結合成原子核時要_____ (“吸收”或“放出”)一定的能量，原子核分解成核子時，要_____ (“吸收”或“放出”)同樣的能量，這個能量叫做原子核的結合能。 2、結合能與核子數(shù)之比稱___________,平均結合能______ (“越大”“越小”)表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 3、求解原子核的結合能的方法是：,吸收,放出,比結合能,越大,面對煤和石油利用中產生的溫室效應、環(huán)境污染等問題，世界各國都對核能的發(fā)展給予極大興趣。核能是一種清潔、安全、技術成熟的能源,但是迄今為止，人類所利用的能量還只是很小的一部分，如果人類在探索中能掌握新的方式，以產生更大的質量虧損，也就必然能夠獲得更為可觀的能量。,結束語,這個光榮而由艱巨的任務，就有同學們去完成了！,作業(yè)：,1、上交作業(yè) 導學案,2、課后思考：利用核能有哪幾種途徑？ 預習第五節(jié) 裂變和聚變,歡迎批評指導,
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