武漢播音藝考培訓海綿藝考
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高三物理教案 核力與核能
結(jié)合能
由于核子間存在著強大的核力,原子核是一個堅固的集合體。要把原子核拆散成核子,需要克服核力做巨大的功,或者需要巨大的能量。例如用強大的γ光子照射氘核,可以使它分解為一個質(zhì)子和一個中子。
從實驗知道只有當光子能量等于或大于2.22MeV時,這個反應(yīng)才會發(fā)生。相反的過程一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核,要放出2.22MeV的能量。這表明要把原子核分開成核子要吸收能量,核子結(jié)合成原子核要放出能量,這個能量叫做原子核的結(jié)合能。
原子核越大,它的結(jié)合能越高,因此有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比,稱做比結(jié)合能,也叫平均結(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。
那么如何求原子核的結(jié)合能呢?愛因斯坦從相對論得出了物體能量與它的質(zhì)量的關(guān)系,指出了求原子核的結(jié)合能的方法。
4、質(zhì)量虧損
(1)質(zhì)量虧損
科學家研究證明在核反應(yīng)中原子核的總質(zhì)量并不相等,例如精確計算表明:氘核的質(zhì)量比一個中子和一個質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些,這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損,質(zhì)量虧損只有在核反應(yīng)中才能明顯的表現(xiàn)出來。
回顧質(zhì)量、能量的定義、單位,向?qū)W生指出質(zhì)量不是能量、能量也不是質(zhì)量,質(zhì)量不能轉(zhuǎn)化能量,能量也不能轉(zhuǎn)化質(zhì)量,質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度。
(2)愛因斯坦質(zhì)能方程: E=mc2
相對論指出,物體的能量(E)和質(zhì)量(m)之間存在著密切的關(guān)系,即E=mc2式中, c為真空中的光速。愛因斯坦質(zhì)能方程表明:物體所具有的能量跟它的質(zhì)量成正比。由于c2這個數(shù)值十分巨大,因而物體的能量是十分可觀的。
(3)核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量:△E=△m c2
物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的,但是如何使這樣巨大的能量釋放出來?從愛因斯坦質(zhì)能方程同樣可以得出,物體的能量變化△E與物體的質(zhì)量變化△m的關(guān)系:△E=Δmc2
單個的質(zhì)子、中子的質(zhì)量已經(jīng)精確測定。用質(zhì)譜儀或其他儀器測定某種原子核的質(zhì)量,與同等數(shù)量的質(zhì)子、中子的質(zhì)量之和相比較,看一看兩條途徑得到的質(zhì)量之差,就能推知原子核的結(jié)合能。
說明:
①物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量,質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少,減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運動質(zhì)量。
②質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)變藝術(shù)生文化課補習機構(gòu)為能量,只是靜止質(zhì)量的減少。
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