最新物理选修3-5-19.5-核力与结合能-LI课件PPT.ppt 35页

'物理选修3-5-19.5-核力与结合能-LI 原子核质子（带正电）中子统称为核子回顾：原子核的组成思考：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？猜想：万有引力？回顾：中子质子原子核示意图 验证：间距r数量级10-15m；质量m数量级10-27kg；电量q数量级10-19C；引力常量G数量级10-11；静电力常量k数量级109。结论：质子间的电磁力是万有引力的1035倍核子不可能靠自身万有引力抗衡库仑斥力。猜想：存在第三种力——核力，是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。一、核力1、定义：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力。 由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。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，只有200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。 模型分析宏观模型：相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起，动能变成它们的内能散失。两个物体为了结合而失去了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们这份能量。微观模型：原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。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。 由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化．可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合能．三、结合能 自然，原子核越大，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比，称作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。比结合能中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。 从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系。四、爱因斯坦的质能方程表明：物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系。 把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：五、质量亏损 中子的质量=1.6749×10－27Kg质子的质量=1.6726×10－27Kg中子和质子的质量和=3.3475×10－27Kg氘核的质量=3.3436×10－27Kg质量差△m=0.0039×10－27Kg质量亏损:五、质量亏损例题：请计算一下方程左右的质量变化 例题：请计算核反应释放的能量爱因斯坦的质能方程：E＝mc2五、质量亏损△m=0.0039×10－27Kg质量亏损:△E=△mc2=0.0039×10-27×(3×108)2J=3.51×10-13J又1eV=1.60×10-19J∴△E=2.19×106eV=2.19MeV 质量亏损表明：原子核内的确存在着结合能。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm比结合能为:中等大小的核的比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。 核子平均质量平均结合能核子的平均结合能随质量数的变化z 1、核子结合成原子核，新核质量小于核子的质量(质量亏损)，同时以光子形式释放核能;原子核分解为核子时，需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.2、核反应过程中，质量亏损时，核子个数不亏损(即质量数守恒)，可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.3、质量亏损并非质量消失，而是减少的质量m以能量形式辐射(动质量)，因此质量守恒定律不被破坏。有关问题的理解和注意事项 4、国际单位：常用单位:m用“u”(原子质量单位)1u=1.660566×10-27kg，c=2.9979×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．ΔE用“mc2”，1u=931MeV(表示1u的质量变化相当于931MeV的能量改变)5、核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级.m用“kg”，c用“m/s”，E用“J” 课后题1从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和不同之处（1）它们分别涉及四种基本相互作用的哪一种？（2）每种反应分别改变了或重新安排了什么？ 典例探究反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和反应前后质量数不变，因而质量不变核子结合成氘核时，一定释放核能γ光子具有的能量为，Δm为核反应中的质量亏损例2：中子和质子结合成氘核，同时释放γ光子，核反应方程是,下列说法正确的是（）ACD 课后3例3碳原子质量的1/12叫做原子质量单位，用u表示。试证明1u相当于931MeV。证明：碳原子的摩尔质量为M=12g/mol，所以一个碳原子质量为m=M/NA=1.993×10-26kg所以1u=m/12=1.6606×10-27kg代入公式E=mc2得：E=1.4924×10-10J=931MeV 例题:（原子量为232.0372）衰变为（原子量为228.0287）时，释放出粒子（的原子量为4.0026）。写出衰变方程，并且计算衰变过程中释放的能量。解：衰变方程衰变后的质量亏损=232.0372u(222.0287u+4.0026u)=0.0059u释放的能量=0.0059931.5MeV=5.5MeV 问题与练习参考答案：P821.（1）核反应涉及强相互作用，化学反应涉及电磁相互作用（2）核反应改变了原子核，化学反应可以改变核外电子的排列，从而改变分子结构2、根据质能关系可知ΔE=Δm·c2。由于光速很大，我们通常看到的物体能量的变化量对应的质量变化量很小，因此我们觉察不到质量变化4.1.02×105m 安神剂概念:凡以安神药为主组成,具有安神定志作用,治疗神志不安疾患的方剂,称为安神剂。立法依据:“惊者平之”(《素问·至真要大论》)“重可去怯”(《证类本草》)“虚者补之”(《素问·至真要大论》)适应范围:实证－惊狂善怒,烦躁不安神志不安虚证－心悸健忘,虚烦失眠 分类:(1)重镇安神一心阳亢盛,火热扰心所致的烦乱、失眠、惊悸、怔忡、癫痫等。（2）滋养安神一心肝失养所致的虚烦不眠,,心悸怔忡,健忘多梦。注意事项:(1)重镇安神剂多由金石类药物组成,此类药物易伤胃气,不宜久服。(2)对脾胃虚弱者,可配合服用健脾和胃之品。(3)某些安神药,如朱砂等具有一定毒性,久服能引起慢性中毒,故不宜久服多服。 朱砂安神丸功用:重镇安神,清心泻火。主治:心火亢盛,阴血不足证。失眠多梦,惊悸怔忡,心烦神乱,舌红,脉细数。病证解析心火亢盛,灼伤阴血,,心失所养----失眠多梦,惊悸怔忡 配伍意义君朱砂---质重性寒，专入心经,重可镇怯,寒能清热,为重镇安神之品臣黄连---苦寒,清心泻火,助君药清心安神（两药相伍,重镇以安神志,清心以除烦热,共奏清心安神之功。）佐生地黄---滋阴清热当归一补养心血使炙甘草---和中调药,防碍胃 磁朱丸功用:益阴明目,重镇安神。主治:心肾不交证。视物昏花,耳鸣耳聋,心悸失眠,亦治癫痫。病证解析肾阴不足肾阴不能上贯于耳----耳鸣耳聋心阳偏亢精气不能上注----视物不明心肾不交阴虚则阳浮,心阳不得下潜----心悸失眠,甚则神乱而发癫痫 配伍意义君磁石---益阴潜阳,重镇安神臣朱砂---清心降火,重镇安神（两药相伍,益阴潜阳,水火既济。）佐神曲---健脾和胃,以助金石药之运化,并可防其重镇伤胃 天王补心丹功用:滋阴养血,补心安神。主治:阴虚血少,神志不安证。心悸失眠虚烦神疲,梦遗健忘,手足心热,口舌生疮,舌红少苔,脉细而数。病证解析：阴虚血少,心失所养----心悸失眠神疲健忘阴虚生热,虚火内扰----手足心热,虚烦,遗精。心肾两虚阴虚血少虚火内扰 配伍意义：君重用生地黄---滋阴养血臣天冬、麦冬---滋阴清热酸枣仁、柏子仁---养心安神当归---滋阴润燥佐人参、五味子---益气生阴茯苓、远志---养心安神,交通心肾玄参---滋阴降火,制虚火上炎丹参---清心活血,使之补而不滞朱砂---镇心安神,兼治其标使桔梗---载药上行,使药力上入心经 酸枣仁汤功用:养血安神,清热除烦。主治:虚烦不眠证。失眠心悸,虚烦不安头目眩晕,咽干口燥,舌红,脉弦细。病证解析：肝血不足,魂不守舍,心失所养－虚烦不眠,心悸不安。血亏阴虚,虚热内扰一虚烦不安咽干口燥,舌红血虚肝旺一头目眩晕,脉细弦阴虚内热肝血不足 酸枣仁---养血补肝,宁心安神君茯苓、知母---宁心安神,滋阴清热臣川芎---调畅气机,疏达肝气佐生甘草---和中缓急使jjj配伍意义 甘麦大枣汤功用:养心安神,和中缓急。主治:脏躁。精神恍惚,常悲伤欲哭,不能自主,心中烦乱,睡眠不安,甚则言行失常,呵欠频作,舌淡红苔少,脉细微数。病证解析心阴不足,心神失养----精神恍惚,睡眠不安,心中烦乱。肝气失和,疏泄失常----悲伤欲哭,或言行妄为。忧思过度心阴受损肝气失和 小麦----甘凉,养肝补心,除烦安神。君甘草----甘平,补养心气,和中缓急。臣大枣----甘温,益气和中,润燥缓急。佐甘润平补,养心调肝配伍意义甘润平补,养心调肝'