三、质能方程和质量亏损 1．爱因斯坦质能方程 E＝mc2. 2．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象． 3．亏损的质量与释放的能量间的关系：ΔE＝Δmc2.
问题探索 ◆想一想 问题 1 有的同学认为：“原子核内质子间的库仑斥力，与质子、 中子间的万有引力平衡而使原子达到稳定状态”，这种说法正确吗？
典例精析
下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( ) A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能 量称为结合能 B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大 C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都 大 D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
【答案】 D 【方法归纳】 对结合能和比结合能定义的理解是判断此题关键．
跟踪练习 1．一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方 程式为_____________________________________________． 该反应放出的能量为 Q，则氘核的比结合能为________．
二、原子核中质子与中子的比例和结合能 1．轻原子核和重原子核： (1)较轻原子核：质子数和中子数大致相等． (2)较重原子核：中子数大于质子数，越重的原子核两者相差越多． 2．结合能和比结合能： (1)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起的，要把它们分开， 需要能量，这就是原子核的结合能． (2)比结合能：原子核的结合能与核子数之比称为比结合能．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，中等大 小的核的比结合能最大、最稳定．
【解析】 核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是 吸收能量，A 选项错；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越 大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比 重核大，但由于核子数比重核少，其结合能反而比重核小，B、C 两项 错；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又 比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D 选项正确．
提示： 不正确．质子之间的库仑斥力的大小与万有引力的大小相差 1 035 倍，两者相差悬殊，不可能平衡．在原子核内一定还存在第三个相互 作用力来克服较强的库仑斥力．
问题 2 有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对 不对？
提示： 不对．在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成 原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子 质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化.
【解析】 核反应方程为10n＋11H→12H.核子结合成原子核要放出能 量，这个能量叫原子核的结合能．它的结合能与核子数之比，称作比
结合能，由题意知氘核的核子数为 2，所以比结合能为Q2.
【答案】
10n＋11H―→21H
Q 2
知识点二 核能的计算方法 重点聚焦 1．质量亏损 (1)科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精 确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些， 这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显地表现出 来． (2)Δm 是核反应前与核反应后的质量之差．
2 新知识·预习探索
学习目标
1.知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用．
2.知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减
小．
3.掌握结合能和比结合能的概念．
4.知道质量亏损，理解爱因斯坦质能方程并能进行有关核能的计
算．
新知预习 一、核力与四种基本相互作用 1．核力：原子核内核子之间的相互作用力． 2．核力的特点： (1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核内，核力比库仑力大 得多． (2)核力是短程力，作用范围是 1.5×10－15_m 之内． (3)核力的饱和性：每个核子只跟邻近的核子发生核力作用．
饱和性．无论是质子间、中子间、质子和中子间均存在核力．
(2)自然界四种基本相互作用力：万有由于核力的存在，核子结合成原子核时要放出一 定的能量，原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量．核反应中放 出或吸收的能量称为结合能． ②比结合能 等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子 核的稳定程度．
2．对质能方程 E＝mc2 本质的理解： 爱因斯坦质能方程反映的是质量亏损和释放出核能这两种现象之 间的联系，并不表示质量和能量之间的转变关系。对于质量亏损，不 能理解为质量变成了能量，质能方程的本质是： (1)质量或能量是物质的属性之一，绝不能把物质和它们的某一属 性(质量和能量)等同起来． (2)质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，建立了这两个属性 在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能 量在数值上的联系绝不等于这两个量可以相互转化． (3)质量亏损不是否定了质量守恒定律。根据爱因斯坦的相对论， 辐射出的 γ 光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动质量刚 好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立．
3 新课堂·互动探究 知识点一 核力和结合能的理解 重点聚焦 (1)核力 原子核由质子和中子组成，中子和质子是靠强大的核力结合在一 起的． 核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力．
核力的特点：
①核力是强相互作用力，在它的作用范围内核力比库仑力大得多． ②核力是短程力，作用范围在 1.5×10－15m 之内，在大于 0.8×10 －15 m 时核力表现为引力，超过 1.5×10－15 m 时核力急剧下降几乎消失， 在小于 0.8×10－15 m 时核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起． ③每个核子只跟相邻的核子发生核力作用．这种性质称为核力的
③比结合能曲线 不同原子核的比结合能随质量数变化的图线如图所示．
从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的 比结合能比中等质量的原子核要小．
特别提醒 (1)结合能不是核子结合成原子核需要的能量．而是将原子核的核 子拆开时需要的能量． (2)比结合能比结合能更有意义，它反映了原子核结合的稳定程度 或分裂的难易程度．
1 新情境·激趣引航 原子核一般都很稳定，说明它们之间存在很强的引力，但质子位 于原子核外时，它们却互相排斥，没有任何相互吸引的迹象．中子是 不带电的，而质子都带有正电荷，在小小的原子核内，这些都带正电 荷的质子应该相互排斥，这样原子核早就该分崩离析了．可实际上这 种情况并没有发生．那么，中子和质子之间究竟是依靠什么强有力地 结合在一起的呢？