1、5.1核能来自何方电子原子核 在核物理学中,在核物理学中,原子核在其他粒子的轰原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过击下产生新原子核的过程,称为程,称为核反应核反应核反应:核反应:核力:组成原子核的核子之间核力:组成原子核的核子之间的一种相互作用力,叫做核力。的一种相互作用力,叫做核力。核力核力 中子和质子最初就是通过中子和质子最初就是通过原子核的人工转变原子核的人工转变原子核的人工转变原子核的人工转变这一这一核反应发现的:核反应发现的:+和衰变过程一样,核反应中,质量数和电荷数都守恒和衰变过程一样,核反应中,质量数和电荷数都守恒和衰变过程一样,核反应中,质量数和电荷数都守恒和衰变过程一样,
2、核反应中,质量数和电荷数都守恒核反应:质子和中子的发现:质子和中子的发现:化学反应中,往往要吸热或放热。类似的,化学反应中,往往要吸热或放热。类似的,化学反应中,往往要吸热或放热。类似的,化学反应中,往往要吸热或放热。类似的,核反应中也伴随着能量的变化核反应中也伴随着能量的变化核反应中也伴随着能量的变化核反应中也伴随着能量的变化中子中子质子质子2.2MeV(2.2MeV(结合能结合能)质能方程:质能方程:核反应放出的能量核反应放出的能量叫做叫做核能核能氘核氘核结合能:核子结合成原子结合能:核子结合成原子核时放出的能量或原子核分核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫解为核子时吸收的能量
3、叫做原子核的结合能。做原子核的结合能。结合能结合能 物理学家研究质子、中子和氘核之间的物理学家研究质子、中子和氘核之间的 质量关系质量关系发现:发现:中子(mn)质子(mp)精确的计算精确的计算表明氘核的质表明氘核的质量比中子和质量比中子和质子的质量之和子的质量之和要小一些要小一些质量亏损质量亏损质能方程:质能方程:氘核氘核物体的能量和质量之间存在着某种联系:物体的能量和质量之间存在着某种联系:爱因斯坦爱因斯坦 物体的能量和质量物体的能量和质量之间存在密切的联系,之间存在密切的联系,他们的关系是:他们的关系是:核子在结合成原子核子在结合成原子核时要核时要放出能量放出能量,出现,出现质量亏损质
4、量亏损,大小为:,大小为:质质能能方方程程质能方程:质能方程:物体质量,随着物体质量,随着能量的变化,会发能量的变化,会发生变化。生变化。例例1、中子和质子结合成氘核时,质量中子和质子结合成氘核时,质量减少了减少了m0.004010-27kg,则过程中是释,则过程中是释放能量还是吸收能量,对应的核能多大?放能量还是吸收能量,对应的核能多大?(2)E=m c2 0.004010-27(3 108)2 J =3.610-13 J 2.2106 eV =2.2 M eV(1)质量减少了,说明释放能量)质量减少了,说明释放能量解:解:比较:比较:1mol 碳完全燃烧放出能量碳完全燃烧放出能量393.5
5、kJ 每个碳原子完全燃烧释放能量每个碳原子完全燃烧释放能量4 eV 每个核子放出能量每个核子放出能量 1.1 MeV 核反应涉及的能量变化十分巨大,与化核反应涉及的能量变化十分巨大,与化学反应比,相差数十万倍。学反应比,相差数十万倍。例例2、自学课本、自学课本 91页案例页案例2质子发现质子发现:F布拉凯特布拉凯特 实验实验卢瑟福卢瑟福粒子轰粒子轰击氮原子核实验击氮原子核实验布拉凯特布拉凯特 实验实验布拉凯特布拉凯特 实验实验 布拉凯特拍摄了布拉凯特拍摄了两万多张两万多张云室照云室照片,终于从片,终于从四十多万条四十多万条粒子径迹的照粒子径迹的照片中,发现有片中,发现有八条八条产生了分叉产生了分叉 中子发现中子发现:钋 铍 从石蜡中打出质子从石蜡中打出质子,光子的能量应达到光子的能量应达到55Mev,粒子轰击铍核只能产生能量为粒子轰击铍核只能产生能量为7Mev的光子的光子 不可见粒子不可能是光子不可见粒子不可能是光子光子光子?