高中物理3-5 第十七章 原子核
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
铀核的裂变
发现 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子 轰击铀核时，铀核发生了裂变。
裂变产物：多种多样
+
++
Байду номын сангаас
重核的裂变只发生在人 为控制的核反应中，自 然界不会自发的产生
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪， 同时放出三个中子，其核反应方程式：
求： （1）一个铀核裂变释放的能量 解 亏损质量：
释放能量：
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪， 同时放出三个中子，其核反应方程式：
求： （2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？
解 1kg铀中含铀核数量为： N个铀核裂变放出能量为：
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡 和氪，同时放出三个中子，其核反应方程式：
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链式反应的过程
如图为核裂变示意图
（1）重核裂变是一种天然现象吗？ （2）只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？ 重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反 应中只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变
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链式反应
定义：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去 的过程，叫做核裂变的链式反应。
根据链式反应的原理，似乎任何铀块只 要有中子进入，都能发生链式反应
但事实并非如此
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人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第5章 原子核 3 核力与结合能
十年寒窗磨利剑，
一朝折桂展宏图！
核比 U 核更稳定
C.两个 H 核结合成 He 核时释放能量
D.
Kr
核比 U 核更稳定
答案:CD
解析: He 核的比结合能约为 7 MeV,则结合能约为 28 MeV,选项
A
错误;
U
核的比结合能大于 Li 核的比结合能,则
U 核比
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力
C.核子间存在着强大的核力
D.核子间存在着复杂的磁力
答案:C
解析:核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分
解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,故选项
C正确。
5.当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时,放出28.30
MeV的能量,当三个α粒子结合成一个碳核时,放出7.26 MeV
体。
(3)强相互作用:在原子核内,强相互作用将核)弱相互作用:弱相互作用是引起原子核β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
比强相互作用更短,为10-18 m,作用强度则比电磁力小。
下图为3H和3He的原子核结构示意图。
(1)质子都带正电,质子与质子之间存在着库仑斥力,为什么
子序数小的都没有中等质量的原子核稳定,故选项A、C错
误,B正确;核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m内,超过此范
围,核力急剧减小,会小于库仑力,故选项D错误。
4.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,这是因为(
)
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力
高中物理选修3-5 3-2-原子核衰变及半衰期
2.天然放射性现象:
放射性元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象．
放射性元素
居里和居里夫人在贝可勒耳的建议下，对铀和铀的各种矿 石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种， 为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po)，另一种命名为镭 （Ra）。
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子 序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子 序数小于83的元素，有的也具有放射性．
考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时 钟”，来测量漫长的时间，这就叫做放射性同位素鉴年法．
4、注意：
• (1)“单个的微观事件是不可预测的”，所以，放射性元素的半衰期， 描述的是统计规律。
•
•
例如：数学上的概率问题
（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为 5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事 实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。
238 92
U
234 90
Th
4 ＋2
He
衰变
234 90
Th
234 91
0 Pa＋ -1
e
衰变
在放射性元素的原子核中： 结合 质子 中子 转化 中子 和
衰变
衰变
电子
质子
γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原 子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随 α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。 • γ射线不能单独发生。
•
3.原子核衰变的分类:
（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变．
A Z
X
A Z
A 4 Z 2
4 Y 2 He
人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第五章 原子核 3.核力与结合能
(1)定义:原子核中的核子之间的相互作用力。
(2)作用:使得核子紧密地结合在一起,形成稳定的原子核。
2.核力的特点
(1)核力是强相互作用,在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多。
(2)核力是短程力,作用范围只有约10-15m。
3.弱相互作用
弱相互作用是引起原子核β衰变的原因。该作用也是短程力,其力程比强
变式训练2下列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
第五章
3.核力与结合能
内
容
索
引
01
课前篇 自主预习
02
课堂篇 探究学习
学习目标
1.了解四种基本相互作用,知道核力的性质。(物理观念)
2.知道原子核的结合能和比结合能的概念。(物理观念)
3.知道什么是质量亏损,能应用爱因斯坦质能方程进行计算。(科
学思维)
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、核力与四种基本相互作用
(2)在该核反应过程中会释放出能量,反应前后原子核的质量是否会发生变
化?
要点提示 (1)在核反应中,质量数、核电荷数是守恒的。(2)会发生变化,是
减少的。
知识归纳
1.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都
比中等质量的原子核要小。
5.1原子核的组成 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3
5.1原子核的组成〖教材分析〗本节教材从放射性物质的的射线分成三束的实验事实出发，分别介绍了a 射线，β射线和γ射线。
通过研究这三种射线，确定了原子核内是由结构的。
最后有卢瑟福和它的学生共同完成了原子核构造的猜想与验证，知道原子核由中子和质子组成。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道三种射线的特性，原子核的组成及其表示符号。
科学思维∶通过一些宏观实验，去猜测、探究微观结构，建立微观模型。
科学探究：分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力，揭示原子核的科学本质。
科学态度与责任∶尊重客观实验事实，认识到原子核可以再分。
体会到极大极小的原理，感悟生命的渺小，更加的热爱生命。
〖教学重难点〗教学重点：三种射线的本质，原子核的组成及表示方法，同位素的概念。
教学难点：原子核的组成及表示方法。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗核能是人类第一次利用除太阳以外的能量。
（动图展示核电站）核能是蕴藏在原子核内部的能量。
核能的发现是人们探索微观物质结构的一个重大成果。
人类通过许多方式利用核能，主要的途径是发电。
一、新课引入关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。
那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢?二、新课教学（一）天然放射现象1.贝克勒尔的早期研究1896年，贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使底片感光。
这是铀原子本身的性质。
（视频介绍新中国发现的铀矿，增加爱国主义教育。
）2.居里夫妇的研究居里夫妇对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。
他们研究了一种沥青铀矿，根据它的含铀量计算发出的射线不会太强。
①居里夫妇对最早提出了放射性的概念②命名两种新元素：钋（Po）和镭（Ra）3.放射性的概念①放射性：物质发射射线的性质②放射性元素：具有放射性的元素③天然放射现象：放射性的元素自发地发出射线的现象放射性并不是少数元素的专利，所有原子序数大于等于83的元素以及部分原子序数小于83的元素都具有放射性。
人教版高中物理 选择性 必修第三册：原子的核式结构模型【精品课件】
向下,开始一段轨迹符合曲线运动条件,当接近Q点,则合力与速度方向不在
运动轨迹的两侧,因此不可能在①区域,所以原子核一定在②区域,故A、C、
D错误,B正确。
变式训练2(2020北京昌平区二模)卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射
实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上,通过
显微镜观察散射的α粒子。实验发现,绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍
(3)利用磁场,得出阴极射线的比荷。
(4)提出假想,认为阴极射线粒子电荷量大小与氢离子一样,质量比氢离子
小得多。
(5)实验验证假想,提出电子概念。
(6)探究更多现象,得出结论:电子是原子的组成部分。
实例引导
例1 在再现汤姆孙测阴极射线荷质比的实验中,采用了如图所示的阴极射
线管,从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后,水平射入长度为L的
知识归纳
1.关于α粒子散射实验的相关问题
4
(
(1)α粒子的实质:α粒子 2 He) 是从放射性物质中发射出来的快速运动的
粒子,实质是失去两个电子的氦原子核,带有两个单位的正电荷,质量约为
氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍。
(2)实验装置
①α粒子源:钋放在带小孔的铅盒中,放射出高能α粒子。
②金箔:特点是金原子的质量大,且易延展成很薄的箔,α粒子易穿过。
③显微镜:能绕金箔在水平面内转动。
④荧光屏:荧光屏装在显微镜上。
⑤整个实验过程在真空中进行。
(3)实验过程:α粒子经过一条细通道,形成一束射线,打在很薄的金箔上,由
于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力的作用,一些α粒子会改变原来的
运动方向。带有荧光屏的显微镜可以沿图中虚线转动,以统计向不同方向
高中物理选修3-5第十七章第一节能量量子化导学提纲
2020-2021年物理课堂导学提纲编写人：审核人：物理组日期：2020.12.11高中物理选修3-5第17章第一节能量量子化【学习目标】1.了解热辐射和黑体辐射的概念，了解黑体辐射的实验规律2.了解能量子的概念及其提出的科学过程3.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点【重点难点】重点：能量子的概念难点：黑体辐射的实验规律【导学流程】基础感知一、黑体辐射的规律阅读教材回答下列问题1．什么是黑体辐射？它与热辐射有什么不同？2．黑体辐射电磁波的强度按波长分布如图所示，当温度从1 300 K升高到1 700 K时，各种波长的电磁波的辐射强度怎么变？辐射强度极大值对应的波长如何变化？二、能量子某激光器能发射波长为λ的激光，那么激光能量子的能量可以取任意值吗？是连续的还是一份一份的？设普朗克常量为h，那么每个激光能量子的能量是多少？如果激光发射功率为P，那么每秒钟发射多少个能量子？深入学习一、黑体与黑体辐射1．一般物体与黑体的比较热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度、材料的种类及表面状况有关既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波长等因素有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与完全吸收各种入射电磁波，不反射黑体的温度有关2．随着温度的升高，黑体辐射的各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．3．现实生活中不存在理想的黑体，实际的物体都能辐射红外线(电磁波)，也都能吸收和反射红外线(电磁波)，绝对黑体不存在，是理想化的模型．二、能量子1．物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态．2．在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化．3．能量子的能量ε＝hν，其中h是普朗克常量，ν是电磁波的频率．【例1】(多选)黑体辐射的实验规律如图所示，由图可知()A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动【举一反三】关于对黑体的认识，下列说法正确的是()A．黑体不仅能吸收电磁波，也能反射电磁波B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体【例2】(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，以下说法正确的是()A．以某一个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的【举一反三】“神光Ⅱ”装置是高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400 J、波长λ为0.35 μm的紫外激光，已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，则该紫外激光所含光子数为多少个？(结果保留两位有效数字)【规律总结】1．思维程序：c＝λν→光的频率cvλ=−−−→能量子的能量――→ε＝hν激光束的总能量E＝nε→能量子的个数2．解决此类题目的关键是熟练掌握ε＝hν和c＝λν及E＝nε＝Pt等公式.我要问问题。
人教版高中物理选修3-5课件：19.6、19.7核裂变、核聚变 (共22张PPT)
〓
裂变
铀核的裂变 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手 斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生 了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典 型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子， 其核反应方程是：
+ → + +
裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂 变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：
释放出的能量为
• • • •
写重核裂变方程应注意什么？ （1）满足“质量数、核电荷数”守恒； （2）只能用“ ”，不能用“=”； （3）两边的中子不能约去
链式反应
由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一 代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．
使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫 做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
• 链式反应:核裂变释 放出能量的同时，平 均每次可以放出2—3 个中子，这些中子又 轰击其他核，使之发 生裂变，这样不断继 续，使裂变反应就会 持续进行，就形成了 裂变的链式反应（原 子弹就是利用重核的 裂变）
原子弹
原子弹
“小玩意儿”钚装药重6.1千克，TNT当量2.2万吨， 试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压， 致使一座30米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上 形成一个巨大的弹坑．
m 和m3,那么,当一个质子和一个中子结合
2
成一个氘核时,释放的能量是( A．m C．(m3-m2-m1) B．(m1+m2)
)
D．(m1+m2-m3)
核裂变
核聚变
研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的 增大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核 子的平均质量与原子序数有如图的关系：
核子的平均质量是： 原子核的质量 核子数