1、 人类对煤和石油的依赖已经严重我们的生存环境! 核能-能源中的后起之秀 你了解核能吗？你了解核能吗？ 中子 质子 氘核 2.2MeV（ ） ? 一、核能的来源一、核能的来源- 原子核的结合能原子核的结合能 一、核能的来源一、核能的来源- 原子核的结合能原子核的结合能 1、将核子结合在一起的作用力是什么力？有什么特点？2、请你能运用功能关系，解释结合能的产生原因？ nHH101121?HnH211011当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生 一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量 结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的 能量或是将核子结合成原子核所释放出的能量
2、 一、核能的来源一、核能的来源- 原子核的结合能 爱因斯坦 物体的能物体的能量和质量之间存在量和质量之间存在密切的联系，他们的关系是：的关系是： 2mcE ? 核子在结核子在结合成原子核时出现合成原子核时出现质量亏损，要放出能量，大小为：能量，大小为： 2mcE?质能方程 二、核能的计算- 爱因斯坦的质能方程 Mass is just a form of energy! E=mc2 ?HHn211110反应前质量反应前质量/kg 反应后质量反应后质量/kg mn 1.67491027 m氘 3.34361027 mp 1.67261027 总质量 总质量 3.34361027 3.3475 1
3、027 在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子在物理上，原子核的质量总是小于组成该核的全部核子独自存在时的总质量，这两者的差额叫做独自存在时的总质量，这两者的差额叫做 质量亏损 原子核的结合能如果质量亏损有关，原子核的结合能如果质量亏损有关， 你怎么证明？ 二、核能的计算- 爱因斯坦的质能方程 ?HHn211110反应前质量/kg 反应后质量/kg mn 1.67491027 m氘 3.34361027 mp 1.67261027 总质量 总质量 3.34361027 3.3475 1027 理论值： m=(mn+mp-m氘）=0.0039 1027kg 28 272)10 (3.0
4、10 0.0039=mc =E?J131051. 3?试验值： MevMev19. 210106 . 11051. 361913?2.22Mev 二、核能的计算- 爱因斯坦的质能方程 2mcE?计算结合能时，先计算质量亏损 m，在带入质能方程求出结合能 计算任意核反应中释放的核能，先计算质量亏的核能，先计算质量亏损 m，在带入质能方程求出核能。 核能核能 质量亏损质量亏损 二、核能的计算- 爱因斯坦的质能方程 练习1：原子质量单位：原子质量单位1u=1.6606-27kg。试证明，1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能量光速c=3108m/s，1eV=1.602210-19J 练习2：
5、已知：已知1个质子的质量个质子的质量mp=1.007 277u ，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 由上述数值，计算 2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。放的能量。 932.80 MeV 28.30 MeV 结合能越大原子核是不是越难被拆散？ 即结合能的大小能不能反映原子核的稳定程度？ U-235 Li-6 三、核稳定程度的量度- 比结合能 不同的核结合能不同，如何才能反 映原子核的稳定程度？ 【讨论与交流】【讨论与交流】 1）概念：原子核的结合能与核子数之比 2）理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每
6、个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。 比结合能：比结合能： 结合能 核子数 = 3）意义： 它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。 三、核稳定程度的量度- 比结合能 a.中间大、两端小。 b. 中等质量的核最稳定。 ? o ? ? ? ? ?0123456789020406080100120140160180200220240? ? y A? o ? MeV/o ?U23392Pt19573Kr8223He42Li63H21比结合能曲线告诉我们：比结合能曲线告诉我们： ? o ? ? ? ? ?01234567890204060801001201401601802002
7、20240? ? y A? o ? MeV/o ?U23392Pt19573Kr8223He42Li63H21活动：观察比结合能曲线并思考下列问题： 1、两个氘核发生核反应变成氦核是吸收还是放出能量？ 2、一个重核可以分裂为中等质量的核是吸收还是放出能量？ 1）概念：原子核的结合能与核子数之比 3）意义：它反映了一个原子核稳定程度。平均结合能越大，核越稳定。 4）规律：较轻核和较重核的核子平均结合能较小 ,稳定性较差;中等质量核的核子平均结合能较大，稳定性较好。 2）理解：核子结合成原子核时，平均每个核子所释放的结合能，它也等于把原子核拆散成每个核子时，外界必须提供给每个核子的平均能量。 比结
8、合能： 结合能 核子数 = 问题三：核稳定程度的量度 - 比结合能 挑战自我 1、一下关于核力的说法正确的是 （ ） A、核力存在于任何核子之间 B、核力只存在于相邻的核子之间 C、核力与万有引力性质相同 D、核力是一种短程的强作用力 BD 考查点：核力的性质 2、当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3,中子的质量为m4,则反应过程中释放的能量为： （ ） 挑战自我 2321)(cmmm?2421)(cmmm?24321)(cmmmm?22143)(cmmmm?A、 C、 D、 B、 C 2nHeHH1042211?nHeHH104231
9、21?核反应方程为： 2mcE? 挑战自我 3、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个 光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常数为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ） A、核反应方程是 ?HnH3110112321)(cmmmh?D、 光子的波长 C、辐射出的光子的能量 E=（m3-m1-m2)c2 B、聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3 B 课堂小结 1、当核子结合成原子核时要_ (“ 吸收”或“放出”)一定的能量，原子核分解成核子时，要_ (“ 吸收”或“放出”)同样的能量，这个能量叫做原子核的结合能。 2、结合能与核子数之比称_,平均结
10、合能_ (“ 越大”“越小”)表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 3、求解原子核的结合能的方法是： 吸收 放出 比结合能 越大 2mcE? 面对煤和石油利用中产生的温室效应、环境污染等问题，世界各国都对核能的发展给予极大兴趣。核能是一种清洁、安全、技术成熟的能源,但是迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分，如果人类在探索中能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量。 结束语结束语 这个光荣而由艰巨的任务，就有同学们去完成了！ 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
