第四节 核力与结合能
[目标定位] 1.知道核力及其性质.2.知道重核与轻核中中子数与质子数的数量多少关系.3.掌握结合能和平均结合能的概念.4.知道质量亏损,理解爱因斯坦质能方程,并能进行有关核能的计算.
一、核力及其性质
1.组成原子核的核子之间有很强的相互作用力,使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起,这种力称为核力.
2.核力是一种很强的力,在它的作用范围内核力比库仑力大的多.
3.核力是一种短程力.在约0.5×10-15~2×10-15 m的距离内主要表现为引力;大于2×10-15 m的距离时核力就迅速减小为零;在小于0.5×10-15 m的距离内,核力又转变为强大的斥力而使核子不融合在一起.
二、重核与轻核
原子核中的质子数又称为原子序数,排在周期表比较靠后的元素对应的原子核叫做重核,排在比较靠前的叫做轻核.一般排在周期表最前面的轻核的质子和中子数相等,但是大多数重核是中子多于质子.
三、结合能
1.结合能:根据能量守恒,核子结合成原子核时也会放出一定的能量,这个能量叫做原子核的结合能.
2.用高能量的γ光子照射氘核,可以使它分解为质子和中子,核反应方程是γ+H→H+n.
γ光子的能量大于或等于2.22 MeV.
相反的过程,一个中子和一个质子结合成氘核会释放出2.22 MeV的能量.这个能量以γ光子的形式辐射出去.核反应方程是n+H→H+γ.
3.平均结合能:原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的平均结合能.它反映了一个原子核结合的紧密程度,平均结合能越大,表示原子核结合得越稳定.
4.爱因斯坦质能方程:E=mc2或ΔE=Δmc2
想一想 有人认为质量亏损就是核子的个数变少了,这种认识对不对?
答案 不对.在核反应中质量数守恒即核子的个数不变,只是核子组成原子核时,仿佛变"轻"了一些,原子核的质量总是小于其全部核子质量之和,即发生了