P39问题与练习 3.
常用单位:
m用“u(原子质量单位)”
1u=1.660566×10-27kg
ΔE用“uc2”
1uc2=931MeV
(表示1u 的质量变化相当于931Me V的能量改变)
第五.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.
当然，2.19MeV的能量的绝对数量并不算大， 但这只是组成1个氘核所放出的能量．如果 组成的是6.02×1023个氘核时，放出的能量 就十分可观了．与之相对照的是，使1摩的 碳完全燃烧放出的能量为393.5×103J．折 合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只 不过4eV．若跟上述核反应中每个原子可能 放出的能量相比，两者相差数十万倍．
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的 能量，而是为把核子分开而需要的能量。
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。
四、质量亏损
1、例题：
1 0
n11H
12
H
中子的质量 =1.6749×10－27Kg
质子的质量 = 1.6726×10－27Kg
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。
要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组
成物——夸克的相互作用。
除核力外原子核内还存在 弱相互作用（弱力）
弱力是引起中子－质子转变的原因
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。
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
3、有关问题的理解和注 意事项
第一.核反应过程中:
核子结合成原子核时,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.
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下载本学期其练习:
(1)试证明，1原子质量单位u相当于931.50 MeV的能 量．1u=1.6606×-27kg，光速c=2.9979×108m/s， 1eV=1.6022×10-19J．
(2)碳原子的质量是12.000 000 u，可以看做是由6 个氢原子(质量是1.007 825u)和6个中子组成的．求 核子结合成碳原子核时释放的能量．(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 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．)
相同
某一数值时 某一数值时
三、结合能
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．
例如：
1 0
n
11H
12
H
2 1
H
11
H
10
n
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
库仑力
万有
mp 引力
核力 核力
万有 引力
mp
库仑力
一、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．
核力具有怎样的特点呢？
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, 距离为10×10-15m时核力几乎 消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。
第二.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”一些质量),因此质量守恒定律不被破坏.
第四.公式ΔE=Δm·c2 的单位 问题
国际单位: m用“kg” C用“m/s” ΔE用“J”
第五节 核力与结合能
原子核的组成
原子核是由质子和中子组成的，质子和中子 统称为核子． 电荷数=质子数 质量数=质子数+中子数=核子数
核子靠什么力结合成原子核？
原子核的半径约为10-15m , 只 相当原子半径的万分之一。在这 么小的空间里带正电的质子与质 子间的库仑斥力是很大，万有引 力太小，只有库仑力的10-36。而 通常原子核是稳定的,于是核内还 应有另一种力把各种核子紧紧拉 在一起, 此力称为核力。
3.29325 U（原子量为232.0372）衰变为22980Th （原子量为228.0287）时，释放出粒子
（4 2
He的
原
子
量
为4.0026）
。
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 = 0.0039×10－27Kg
四、质量亏损
1、例题：
2、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
弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为 10－18m，作用强度则比电磁力小。
二、原子核中质子与中子的比例
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 重的原子核，中子数 大于质子数，越重的 元素，两者相差越多。
为什么会这样呢？
核越来越大，有些核子间的距离越来越远。 随着距离的增加，核力与电磁力都会减小， 但核力减小得更快。所以，原子核大到一定 程度时，相距较远的质子间的核力不足以平 衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定 了。这时，如果不再成对地增加核子，而只 增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力， 但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的 稳定。由于这个原因，稳定的重原子核里， 中子数要比质子数多。