核力与结合能教案

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14.5核力与结合能

教学目标：

1．了解四种相互作用，知道核力的特点。

2．认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行计算。 3．能简单解释轻核和重核内中子数、质子数具有不同比例的原因教学重难点：

1．理解核力的特点

2．理解原子核中质子和中子的比例问题

3．质量亏损的计算，结合能和比结合能的理解和计算。教学过程：一、引入：

原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能二、授新

1．核力与四种相互作用：相互作用，相互作用，相互作用，相互作用。

（1）核力的特点：

①核力是四种相互作用中的相互作用（强力）的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力得多。

②核力是短程力。约在量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为力, 距离为10×10-15m时核力几乎，距离小于0.8×10-15m时为力，因此核子不会融合在一起。

③核力具有饱和性。每个核子只跟的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。

④核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态，核力与核子无关。（2）弱相互作用

弱相互作用是引起原子核发生β衰变的原因,即引起中子→质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为，作用强度比电磁力。

2．原子核中质子和中子的比例

轻核（原子序数小于20）的质子数和中子数大致相等；对轻核而言，核子数量相对较小，核子间距处于核力作用范围之内，由于核力远大于电磁力，即使质子和中子成对出现，强大的核力也可以将核子紧紧地束缚在原子核的范围之内，形成稳定的原子核。

重核（原子序数大于20）的质子数小于中子数；对于重核而言，核子数量大，核子间距也大，由于核力的饱和性，核力会因为核子间距的变大而大幅度减小，甚至小于电磁力。如果质子和中子再成对出现，原子核不稳定；如果只增加中子，由于中子之间不存在库仑力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以重核内中子数会明显大于质子数。

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。

例1：关于核子接合成原子核，下列说法正确的是（） A．原子核内的核子间均存在核力

B．原子核内的质子间均存在核力与库仑力 C．稳定的原子核的质子数总是与中子数相等

D．对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力，维系原子核稳定的作用

3．结合能与比结合能：

（1）结合能E：（2）比结合能e：（3）不同原子核的比结合能是的，中等质量的原子核比结合能最，轻核和重核的比结合能要些。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越，原子核越。因为比结合能越大，将每个核子分开所需的能量越大。

（4）核反应释放能量的计算方法：

238924438234设2 U?2342He的比结合能为e3。90Th?2He，92U比结合能为e1，90Th的比结合能为e2，

则核反应释放的能量为：。

例2：如果把16要给它多少能量？把它分成4个2He，要给它8O分成8个质子和8个中子，多少能量？已知168O的比结合能是7.98Mev，2He的比结合能为7.07 Mev。

4．质量亏损

（1）爱因斯坦质能方程：E＝mc2，能量减小ΔE=Δm·c2。