第五节第五节 核力与结合能核力与结合能核力与结合能PPT课件一、核力与四种基本相互作用一、核力与四种基本相互作用 核子靠什么力结合成原子核？核子靠什么力结合成原子核？核力与结合能PPT课件 原原子子核核的的半半径径约约为为10-15m , 只只相相当当原原子子半半径径的的万万分分之之一一。在在这这么么小小的的空空间间里里带带正正电电的的质质子子与与质质子子间间的的库库仑仑斥斥力力是是很很大大，万万有有引引力力太太小小，只只有有库库仑仑力力的的10-36。而而通通常常原原子子核核是是稳稳定定的的,于于是是核核内内还还应应有有另另一一种种力力把把各各种种核核子子紧紧紧紧拉在一起拉在一起, 此力称为核力。此力称为核力。核力核力mpmp库仑力库仑力库仑力库仑力万有万有引力引力万有万有引力引力核力核力核力与结合能PPT课件核力：能够把核中的各种核子联系在一起的核力：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大的力叫做核力核力具有怎样的特点呢？核力具有怎样的特点呢？1、核力：、核力：核力与结合能PPT课件2. 核核力力是是短短程程力力。约约在在 10-15m量量级级时时起起作作用用，距距离离大大于于0.810-15m时时为为引引力力, 距距离离为为1.510-15m时时核核力力几几乎乎消消失失，距距离小于离小于0.810-15m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. 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. 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作作用用，这种性质称之为核力的饱和性。这种性质称之为核力的饱和性。 特特 点点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，核核力力与与核核子电荷无关。（见书本子电荷无关。（见书本P79图）图）核力与结合能PPT课件核力与结合能PPT课件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。宙的现状和未来。四四种种相相互互作作用用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。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。子结合成液体与固体。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，即它们可以作用到无限远的距离，当然距离越远，力就越小限远的距离，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，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，即引起中子质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为其力程比强力更短，为10101818m m，作用强度则比电磁力小。，作用强度则比电磁力小。 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？核力与结合能PPT课件二、原子核中质子和中子的比例二、原子核中质子和中子的比例核力与结合能PPT课件二、原子核中质子和中子的比例二、原子核中质子和中子的比例核力与结合能PPT课件二、原子核中质子和中子的比例二、原子核中质子和中子的比例 在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。核力与结合能PPT课件三、结合能三、结合能 结合能并结合能并不是不是由于核子结合成原子核而由于核子结合成原子核而具有具有的能量，的能量，而是而是为把核子分开而为把核子分开而需要需要的能量。的能量。核力与结合能PPT课件类比分析：要使基态氢原子电离，也就是要从氢原子中把电子剥离，需要通过碰撞、施加电场、赋予光子等某种途径让它得到13.6eV 的能量。这个能量实际上就是电子与氢原子核的结合能，不过通常把它叫做氢原子的电离能，而结合能一词只用在原子核中 核力与结合能PPT课件比结合能比结合能越大越大，表示原子核中核子结合得，表示原子核中核子结合得越牢固越牢固，原子核原子核越稳定越稳定。因为比结合能越大，将每个核子因为比结合能越大，将每个核子分开所需的能量越大分开所需的能量越大核力与结合能PPT课件核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损 爱因斯坦的质能方程：Emc2， 能量减小E=mc2核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损核力与结合能PPT课件四、质量亏损四、质量亏损核力与结合能PPT课件课堂练习课堂练习:碳原子的质量是碳原子的质量是12.000000u，可以看做是由，可以看做是由6个个氢原子氢原子(质量是质量是1.007825u)和和6个中子组成的求个中子组成的求核子结合成碳原子核时释放的能量核子结合成碳原子核时释放的能量(在计算中可以在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减过程中消去过程中消去)核力与结合能PPT课件核力与结合能PPT课件