核力与结合能精.pptx
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1、第第4 4节节 核力与结合能核力与结合能思考:思考:在原子核那样狭小的空间里,带正电的质子为什么在原子核那样狭小的空间里,带正电的质子为什么能够挤在一起而不飞散?能够挤在一起而不飞散?原子核原子核质子(带正电)质子(带正电)中子中子猜想:猜想:万有引力?万有引力?理论验证:理论验证:质子相互间距数量级是质子相互间距数量级是1010-15-15m m;质子质量数量级;质子质量数量级1010-27-27kgkg 质子量电量数量级质子量电量数量级1010-19-19kgkg;万有引力常量数量级;万有引力常量数量级1010-11-11静电力常量数量级静电力常量数量级10109 9结论:结论:万有引力太
2、小,只有库仑力的万有引力太小,只有库仑力的1010-35-35到到1010-36-36之间之间 。原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。猜想:猜想:有第三种力有第三种力-核力,是核力把核子紧紧地束缚在核内,核力,是核力把核子紧紧地束缚在核内,形成稳定的原子核。形成稳定的原子核。复习巩固复习巩固核力: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能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力(强相互作用,也叫强力)(强相互作用,也叫强力)一、核力一、核力2.2.核核力力是是短短程程力力。约约在在
3、1010-15-15m m量量级级时时起起作作用用,距距离离大大于于0.80.81010-15-15m m时时为为引引力力,距距离离为为10101010-15-15m m时时核核力力几几乎乎消消失失,距距离小于离小于0.8100.810-15-15m m时为时为斥力斥力,因此核子不会融合在一起。,因此核子不会融合在一起。1.1.核核力力是是四四种种相相互互作作用用中中的的强强相相互互作作用用(强强力力)的的一一种种表表现。在原子核尺度内,核力比库仑力大得多。现。在原子核尺度内,核力比库仑力大得多。3.3.核核力力具具有有饱饱和和性性。每每个个核核子子只只跟跟相相邻邻的的核核子子发发生生核核力力
4、作作用,这种性质称之为核力的饱和性。用,这种性质称之为核力的饱和性。4.4.核核力力具具有有电电荷荷无无关关性性。对对给给定定的的相相对对运运动动状状态态,核核力力与与核子电荷无关。(见书本核子电荷无关。(见书本P79P79图)图)特特 点点1.1.万有引力:万有引力:引力主要在宏观和宇宙尺度上引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动,并且联系着星系团,决定了宇宙是引力使行星绕恒星转动,并且联系着星系团,决定了宇宙的现状和未来。的现状和未来。四种相互作用四种相互作用3.3.强相互作用:强相互作用:在原子核内,强力将核子束缚在一起。在原子核内,强力将核子束缚在一起。
5、2.2.电磁力:电磁力:在原子核外,电磁力使电子结合成分子,使分子在原子核外,电磁力使电子结合成分子,使分子结合成液体与固体。结合成液体与固体。电磁力和万有引力都是电磁力和万有引力都是“长程力长程力”,即它们可以作用到无限,即它们可以作用到无限远的距离,当然距离越远,力就越小远的距离,当然距离越远,力就越小4.4.弱相互作用:弱相互作用:弱相互作用是引起原子核弱相互作用是引起原子核衰变的原因,即引衰变的原因,即引起中子质子转变的原因。弱相互作用也是短程力,其力程比起中子质子转变的原因。弱相互作用也是短程力,其力程比强力更短,为强力更短,为10101818m m,作用强度则比电磁力小。,作用强度
6、则比电磁力小。物理学有一条理论:叫做简单才是美。能否将这四条理论物理学有一条理论:叫做简单才是美。能否将这四条理论统一起来呢?统一起来呢?请同学们找出元素周期表,分析随着原子序数的增大,质子数请同学们找出元素周期表,分析随着原子序数的增大,质子数与中子数有什么关系?与中子数有什么关系?二、原子核中质子与中子的比例二、原子核中质子与中子的比例结论:结论:自然界中较轻的原子核,质子数自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子与中子数大致相等,但对于较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多。两者相差越多。质子数质子数中中子子数数理
7、想的质子数理想的质子数和中子数相等和中子数相等的稳定原子核的稳定原子核实际存在实际存在的原子核的原子核原因分析:原因分析:核越大,核子间距离增大核越大,核子间距离增大库仑力与核力均减少,但核力减少快库仑力与核力均减少,但核力减少快增大到一定程度时,核力较少,不足以增大到一定程度时,核力较少,不足以平衡库仑力时,原子核会不稳定。平衡库仑力时,原子核会不稳定。若增加中子,与其它核子无库仑力,但若增加中子,与其它核子无库仑力,但有核力,有助于原子核稳定有核力,有助于原子核稳定核力是短程力,若超过其作用范围,增核力是短程力,若超过其作用范围,增加中子,原子核也不稳定,所以原子序加中子,原子核也不稳定,
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