1、4.4 核力与结合能一 核力与结合能问题1：原子核由哪些粒子组成？ 答：质子和中子问题2：在这么小原子核中质子和中子靠什么力结合在一起的呢？是万有引力么？答：不是粒子间的万有引力，质子间的万有引力只有库仑力的10-35到10-36之间，质子间的库仑力远大于万有引力，使质子相互远离，因此一定有另外一种力使核子结合在一起。（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（强相互作用，也叫强力）2核力的特点：核力是强相互作用的一种表现。在原子核尺度内，核力比库仑力大得多。核力是短程力，约在10-15m量级时起作用，距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1010-15m时核力几
2、乎消失，距离小于0.810-15m时为斥力，因此核子不会融合在一起。核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。 核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。3四种相互作用万有引力：主要在宏观和宇宙尺度上作用明显。电磁力：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。强相互作用：在原子核内，强力将核子束缚在一起。弱相互作用：弱相互作用是引起原子核衰变的原因，即引起中子质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为1018m，作用强度则比电磁力小。说明：万有引力和电磁力是长程力，而强相互作用和弱相互作用是短程力。（二）原子核中质子与中子的
3、比例结论：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。（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1定义：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。2注意：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。（四）质量亏损1质量亏损中子的质量 =1.67491027Kg 质子的质量 = 1.67261027Kg 中子和质子的质量和 = 3.34751027Kg 氘核的质量 = 3.3436
4、1027Kg 质量亏损: 质量差 = 0.00391027Kg核子在结合成原子核时出现质量亏损m，正表明它们在互相结合过程中放出了能E=mc22比结合能（平均结合能）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，原子核越稳定二 裂变和聚变（一）核裂变1核裂变：将重核分裂成质量较小的核并释放能量2铀核的裂变：3链式反应：用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，释放出的中子又引起了其他铀核的裂变，也就是链式反应临界体积：裂变物质能够发生链式反应的最小体积临界质量：临界体积对应的裂变物质的质量（二）核电站1核反应堆：目前的所有正式运行的核电站都是应用裂变发电的2构造及原理：铀棒：天然铀或浓缩铀减速剂：石墨、重水或水（减速中子）控制棒：镉棒（吸收中子）（三）核聚变1核聚变：把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应2反应方程：HHHen3条件：加热到几百万摄氏度4核聚变平均核子释放的能量大于裂变，因此聚变也常被称为热核反应
