核力與結(jié)合能 思考：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子為什么能夠擠在一起而不飛散？原子核質(zhì)子（帶正電）中子猜想：萬(wàn)有引力？理論驗(yàn)證：質(zhì)子相互間距數(shù)量級(jí)是10-15m；質(zhì)子質(zhì)量數(shù)量級(jí)10-27kg。質(zhì)子量電量數(shù)量級(jí)10-19kg；萬(wàn)有引力常量數(shù)量級(jí)10-11靜電力常量數(shù)量級(jí)109。結(jié)論：萬(wàn)有引力太小，只有庫(kù)侖力的10-35到10-36之間。原子核中的質(zhì)子要靠自身的萬(wàn)有引力來(lái)抗衡相互間的庫(kù)侖力是不可能的。猜想：有第三種力——核力，是核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核。 一、核力與四種基本相互作用1.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（強(qiáng)相互作用，也叫強(qiáng)力）。 一、核力與四種基本相互作用（2）核力是短程力。約在10-15m量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.8×10-15m時(shí)為引力,距離為10×10-15m時(shí)核力幾乎消失，距離小于0.8×10-15m時(shí)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起。（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)。在原子核尺度內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多。（3）核力具有飽和性。每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱(chēng)之為核力的飽和性。（4）核力具有電荷無(wú)關(guān)性。對(duì)給定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，核力與核子電荷無(wú)關(guān)。2.特點(diǎn) 一、核力與四種基本相互作用（2）電磁力：在原子核外，電磁力使電子結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液體與固體。（1）萬(wàn)有引力：引力主要在宏觀(guān)和宇宙尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。是引力使行星繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定了宇宙的現(xiàn)狀和未來(lái)。（3）強(qiáng)相互作用：在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起。（4）弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子－質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。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)度則比電磁力小。3.四種相互作用 二、結(jié)合能宏觀(guān)模型：相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬(wàn)有引力而相互接近，運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能最后撞在一起，動(dòng)能變成它們的內(nèi)能散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代價(jià)——失去了一些能量，如果要把它們分開(kāi)，還要重新賦予它們這份能量。 二、結(jié)合能要將原子核拆散成單個(gè)核子，也一定需要的能量。微觀(guān)模型：原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開(kāi)，也需要能量，這就是原子核的結(jié)合能。 二、結(jié)合能結(jié)合能：將原子核拆分成單個(gè)核子需要吸收的能量將單個(gè)核子結(jié)合成原子核所要放出的能量①將一個(gè)質(zhì)子和中子結(jié)合在一起，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？若要把它們分開(kāi)，需要什么條件？ 當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量。這個(gè)能量叫做原子核的結(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，而是為把核子分開(kāi)而需要的能量。組成原子核的核子數(shù)，組成原子核的核子數(shù)越多，結(jié)合能越大。②如何理解結(jié)合能？③結(jié)合能的大小與什么因素有關(guān)？二、結(jié)合能 如何才能反映原子核的穩(wěn)定程度？Li-6二、結(jié)合能U-235④結(jié)合能越大原子核是不是越難被拆散？即：結(jié)合能的大小能不能反映原子核的穩(wěn)定程度？ 1.比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比稱(chēng)為比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。2.理解：核子結(jié)合成原子核時(shí)，平均每個(gè)核子所釋放的結(jié)合能，它也等于把原子核拆散成每個(gè)核子時(shí)，外界提供給每個(gè)核子的平均能量。比結(jié)合能結(jié)合能核子數(shù)=3.意義：它反映了一個(gè)原子核穩(wěn)定程度。比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。二、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。中等大小的核的比結(jié)合能最大（平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最大），這些核最穩(wěn)定。二、結(jié)合能 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請(qǐng)計(jì)算一下方程左右的質(zhì)量：質(zhì)量差=0.0039×10－27kg質(zhì)量虧損: 三、質(zhì)量虧損原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和。質(zhì)量虧損：愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程：質(zhì)量虧損表明原子核內(nèi)的確存在著結(jié)合能。核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量虧損，正表明它們?cè)诨ハ嘟Y(jié)合過(guò)程中放出了能量。 1.核反應(yīng)過(guò)程中:核子結(jié)合成原子核時(shí)，新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量（質(zhì)量虧損）,同時(shí)以?光子形式釋放核能；原子核分解為核子時(shí)，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。2.核反應(yīng)過(guò)程中，質(zhì)量虧損時(shí)，核子個(gè)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(gè)核子仿佛“瘦了”一些。3.質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失，而是減少的質(zhì)量以能量形式輻射（動(dòng)質(zhì)量），因此質(zhì)量守恒定律不被破壞。有關(guān)問(wèn)題的理解和注意事項(xiàng)三、質(zhì)量虧損 1．氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是（）A．核力、萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力B．萬(wàn)有引力、庫(kù)侖力、核力C．庫(kù)侖力、核力、萬(wàn)有引力D．核力、庫(kù)侖力、萬(wàn)有引力D 2．下列說(shuō)法中正確的是（）A．原子核內(nèi)的所有質(zhì)子間都存在核力和庫(kù)侖力B．對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子起到維系原子核穩(wěn)定的作用C．重核比中等質(zhì)量的核更穩(wěn)定D．兩個(gè)質(zhì)子之間不管距離如何，核力總大于庫(kù)侖力B 3．下列說(shuō)法正確的是（）A．自由核子結(jié)合成原子核時(shí)，一定遵循質(zhì)量守恒B．在發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后所生成物質(zhì)的總質(zhì)量C．發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個(gè)反應(yīng)是放能反應(yīng)D．發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個(gè)反應(yīng)必須吸收能量才能發(fā)生核反應(yīng)C 4．下列說(shuō)法中，正確的是（）A．愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所蘊(yùn)藏的能量的量度C．核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為能量D．因在核反應(yīng)中能產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒B 5．關(guān)于質(zhì)能方程，下列說(shuō)法中正確的是（）A．質(zhì)量減少，能量就會(huì)增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B．物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值C．物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系D．某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的BD 6．太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大的能量，同時(shí)其質(zhì)量不斷減少。太陽(yáng)每秒鐘輻射出的能量約為4×1026J，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近（）A．1036kgB．1018kgC．1013kgD．109kgD