核力和结合核裂变和核聚变ppt课件.ppt

:核子靠什么力结合成原子核?氦原子核中有两个质子,质子质量为mp=×10-27kg,带电荷量e=×10-19C,质子之间的距离r数量级为10-15m,估算两个质子之间的库仑斥力与万有引力之比。k=9×;G=×10-11Nm2/kg2结论:原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的!定义:,×10-15m之内。d<×10-15m时表现为斥力,核子不会融合;×10-15m<d<×10-15m时表现为引力;d>10×10-15m,核力急剧下降几乎消失。。在原子核尺度内,核力比库仑力大得多。。即每个核子只跟相邻的核子发生核力作用。。它存在于质子与质子、中子与中子、质子与中子间。一、核力:万有引力:主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动,并且联系着星系团,决定了宇宙的现状和未来。电磁相互作用:在原子核外,使电子不脱离原子核形成原子,使原子结合成分子,使分子结合成液体与固体。电磁力和万有引力都是“长程力”,即它们可以作用到无限远的距离,距离越远,力就越小。强相互作用:在原子核内,强力将核子束缚在一起。弱相互作用:是引起原子核衰变的原因,即引起中子-质子转变的原因。强相互作用和弱相互作用都是短程力,强相互作用作用范围在10-15m之内,弱相互作用比强相互作用更短,为1018m,作用强度则比电磁力小。四种相互作用二、原子核中质子和中子的比例①自然界中稳定核的质子数和中子数有何特点?自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多。②这个现象如何解释?对于较轻的原子核,质子数和中子数相等,质子和中子距离较近,核力与电磁力达到平衡,从而构成一个稳定的原子核。原子核越来越大,有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加,核力与电磁力都会减小,但核力减小得更快。所以,原子核大到一定程度时,相距较远的质子之间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了。为了达到平衡,只能增加中子,中子与其他核子没有库仑力,但有相互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定。由于这个原因,稳定的重原子核里,中子数要比质子数多。③若不断增大原子核的中子数,能不断增大原子核吗?为什么?由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,如果我们我们继续增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时即使再增加中子,形成的核也一定是不稳定的。所以自然界中只有200多种稳定的原子核。三、结合能:把核子分开需要的能量或者结合成原子核需要放出的能量,,结合能越高结合能越大,分开原子核所需能量越多,原子核越稳定?四、质量亏损①物体的质量和能量有何关系?爱因斯坦的质能方程:E=mc2②若一个物体质量变化了△m,那么它的能量变化多少?能量变化:ΔE=Δm·c2③已知中子的质量mn=×10-27kg,质子的质量为mp=×10-27kg,氘核的质量mD=×10-27kg。将一个质子和一个中子结合成一个氘核,前后总质量有什么变化呢?能量变化了多少?氘核的结合能是多少?比结合能是多少?质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象质量亏损表明的确存在着原子核的结合能当然,,,放出的能量就十分可观了;与之相对照的是,×,,能量减小了,是否违反了能量守恒定律?为什么?没有违反能量守恒定律,减小的这部分能量以γ光子释放出去。将一个质子和一个中子结合成一个氘核,质量减小了,是否违反了质量守恒定律?为什么?没有违反质量守恒定律;,质量亏损是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射能量相联系的运动质量.