十一、核力与结合能 质量亏损 1、核力:能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力. (1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。 (2) 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离超过1.5×10-15m时核力几乎消失,距离小于0.8×10-15m时为斥力。 (3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用。 (4) 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态,核力与核子电荷无关, 。 2、比结合能:结合能与核子数之比,称做为比结合能。也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。 3、质量亏损:原子分解为核子时,质量增加;核子结合成原子核时,质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和,叫做质量亏损 爱因斯坦质能方程:E=mc2,式中c是真空中的光速,m是物体的质量,E是物体的能量。 核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm,正表明它们在互相结合过程中放出了能量ΔE=Δm·c2,常用单位: Dm用“u(原子质量单位)” 1u=1.660566×10-27kg , 。 (表示1u 的质量变化相当于931.5Me V的能量改变,此结论在计算中可直接应用) 核子组成不同的原子核时,平均每个核子的质量亏损是不同的,所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的,每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定 。
十一、核力与结合能 质量亏损
1、核力:能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力.
(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。
(2) 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离超过1.5×10-15m时核力几乎消失,距离小于0.8×10-15m时为斥力。
(3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用。
(4) 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态,核力与核子电荷无关,
。
2、比结合能:结合能与核子数之比,称做为比结合能。也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
3、质量亏损:原子分解为核子时,质量增加;核子结合成原子核时,质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和,叫做质量亏损
爱因斯坦质能方程:E=mc2,式中c是真空中的光速,m是物体的质量,E是物体的能量。
核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm,正表明它们在互相结合过程中放出了能量ΔE=Δm·c2,常用单位: Dm用“u(原子质量单位)” 1u=1.660566×10-27kg , 。
(表示1u 的质量变化相当于931.5Me V的能量改变,此结论在计算中可直接应用)
核子组成不同的原子核时,平均每个核子的质量亏损是不同的,所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的,每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定 。
题目解答
答案
1、核力:能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力.
(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。
(2) 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离超过1.5×10-15m时核力几乎消失,距离小于0.8×10-15m时为斥力。
(3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用。
(4) 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态,核力与核子电荷无关。
核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能,亦称核能。
2、比结合能:结合能与核子数之比,称做为比结合能。也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
3、质量亏损:原子分解为核子时,质量增加;核子结合成原子核时,质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和,叫做质量亏损
爱因斯坦质能方程:E=mc2,式中c是真空中的光速,m是物体的质量,E是物体的能量。
核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm,正表明它们在互相结合过程中放出了能量ΔE=Δm·c2,常用单位: Dm用“u(原子质量单位)” 1u=1.660566×10-27kg ,1uc2=931.5MeV
(表示1u 的质量变化相当于931.5Me V的能量改变,此结论在计算中可直接应用)
核子组成不同的原子核时,平均每个核子的质量亏损是不同的,所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的,每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定。 。
解析
本题主要考查核力、比结合能、质量亏损三个核心概念的理解。
- 核力是原子核内部作用力,需掌握其四个特性:强相互作用、短程性、饱和性、电荷无关性。
- 比结合能是结合能与核子数的比值,比结合能越大,原子核越稳定。
- 质量亏损与爱因斯坦质能方程结合,需理解质量亏损与释放能量的关系,以及铁核最稳定的本质原因。
核力
核力是原子核内核子间的作用力,具有以下特性:
- 强相互作用:核力属于四种基本相互作用中的强相互作用,作用强度远超电磁力。
- 短程性:作用范围仅在 $10^{-15}\ \text{m}$ 量级,距离超过 $1.5 \times 10^{-15}\ \text{m}$ 时消失。
- 饱和性:每个核子仅与相邻少数核子强作用,避免核无限增长。
- 电荷无关性:核力大小与核子电荷无关,仅与相对运动状态有关。
比结合能
- 定义:结合能除以核子数,反映单个核子的平均结合能。
- 意义:比结合能越大,核子结合越牢固,原子核越稳定。例如,铁核比结合能最大,最稳定。
质量亏损
- 概念:核子结合成原子核时总质量减少,差值为质量亏损 $\Delta m$。
- 质能方程:$\Delta E = \Delta m \cdot c^2$,质量亏损对应释放能量。
- 单位换算:$1\ \text{u} = 1.660566 \times 10^{-27}\ \text{kg}$,$1\ \text{u}\cdot c^2 = 931.5\ \text{MeV}$。
- 稳定性关联:核子平均质量越小,释放能量越多,铁核因平均质量最小而最稳定。