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第三節 核力與核反應方程
粵教版（2019）高中物理選擇性必修第三冊
第五章 原子與原子核
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
（1）誰發現了質子？怎樣發現的？
（2）發現中子的原因是什么？是由誰發現的？
1919年，盧瑟福用 粒子轟擊氮核時，發現了質子。
盧瑟福的學生查德威克用射線轟擊鈹時發現了中子。
質子的符號：p
中子的符號：n
質子的質量：
中子的質量：
閱讀教材內容，回答下列問題：
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
1、原子核由中子和質子組成，中子與質子的質量幾乎相等；
2、核子：組成原子核的之中子和質子被統稱為核子；
3、原子核符號：
A：質量數
Z：核電荷數
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
核反應：利用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去轟擊原子核，以產生新的原子核，這個過程叫作核反應。
反應能：在核反應過程中，原子核的質量數和電荷數會發生變化，同時伴隨著能量的釋放和吸收，所放出或吸收的能量叫作反應能。
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
查德威克用 粒子轟擊鈹原子核，產生了碳12和一個中子。
在核反應過程中，方程兩邊總的質量數和電荷數是守恒的。
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
(1)
(2)
(3)
練習：完成下列核反應方程
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
練習：寫出下列原子核人工轉變的核反應方程。
（1） （鈉核）俘獲1個α粒子后放出1個質子。
（2） （鋁核）俘獲1個α粒子后放出1個中子。
（3） （氧核）俘獲1個中子后放出1個質子。
（4） （硅核）俘獲1個質子后放出1個中子。
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
自然界中存在四種基本相互作用：
引力相互作用（引力）
電磁相互作用（電磁力）
強相互作用（強力）
弱相互作用（弱力）
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
1.引力相互作用
引力是自然界的一種基本相互作用，地面物體所受的重力只是引力在地球表面附近的一種表現。
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
2.電磁相互作用
電荷間與磁體間的相互作用
宏觀物體之間的壓力、拉力、彈力、支持力等等，都起源于這些電荷之間的電磁相互作用。
彈力
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
3.強相互作用
原子核中的核子之間存在一種很強的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結合在一起，形成穩定的原子核。
p
n
n
p
p
n
短程力：約在10-15m量級時起作用
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
4.弱相互作用
在某些放射現象中起作用的另一種基本相互作用
弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子---質子轉變的原因。
短程力：約在10-18m量級時起作用
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
→因為引力
相互靠近
→速度↑
→撞在
一起
損失能量
補充能量
兩個物體為了結合在一起付出了代價，損失了能量
相距很遠
的兩物體
→一部分動能以內能的形式散失
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
結合能：原子核是核子憑借核力結合在一起構成的，要把它們分開，也需要（吸收的）能量，這就是原子核的結合能．
思考：如果結合能越大，就說明把原子核分開，所需要的能量越大，是不是就意味著原子核越穩定嗎？
原子核越大
→核子個數越多
→但不能說明它穩定
平均到每一個核子的結合能大小來反應原子核的穩定性。
→結合能越大
結合能
核子數
比結合能=
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
結合能：原子核是核子憑借核力結合在一起構成的，要把它們分開，也需要（吸收的）能量，這就是原子核的結合能．
原子核的結合能與其核子數之比，稱為比結合能.
也叫平均結合能。
比結合能：
①比結合能越大，表示原子核越＿＿;
②中等大小原子核的比結合能＿＿，原子核＿＿＿ 。
穩定
最大
最穩定
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
愛因斯坦質能方程：
核子結合成原子核時，反應前后存在質量虧損。
虧損的質量與釋放的能量之間的關系：
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
反應前質量/kg 反應后質量/kg
mn 1.6749×10－27 m氘 3.3436×10－27
mp 1.6726×10－27
總質量 總質量 3.3436×10－27
3.3475 ×10－27
質量虧損：原子核的質量總是小于組成它的核子的質量之和
中子與質子結合成氘原子核
結合能
原子核的組成
基本相互作用
核反應方程
反應前質量/kg 反應后質量/kg
mn 1.6749×10－27 m氘 3.3436×10－27
mp 1.6726×10－27
總質量 總質量 3.3436×10－27
中子與質子結合成氘原子核
質量虧損Δm=(mn+mp-mD)=0.0039 ×10－27kg
3.3475 ×10－27
課堂小結
核力與核反應方程
原子核的組成
核方應方程
結合能
結合能計算
比結合能
結合能
原子核表示方法
質子和中子組成原子核
衰變本質
規律
核力
四種基本相互作用

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