2024年3月29日发(作者：迪兰恒进是一线品牌吗)

4 原子核的结合能

[学习目标] 1.理解原子核的结合能的概念.2.知道质量亏损的概念, 了解爱因斯坦的质能方

程.3.学会根据质能方程和质量亏损的概念进行核能的计算.

一、原子核的结合能和比结合能曲线

1.结合能:核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫做原子核的

结合能.

ΔE

2.比结合能:把原子核的结合能ΔE除以核子数A, 即称为原子核的比结合能.比结合能越大,

A

核就越稳定.

3.比结合能曲线(如图1所示)

图1

由原子核的比结合能曲线可以看出:第一, 比结合能越大, 取出一个核子就越困难, 核就越稳

定, 比结合能是原子核稳定程度的量度；第二, 曲线中间高两头低, 说明中等质量的原子核的

比结合能最大, 近似于一个常数, 表明中等质量的核最稳定；第三, 质量较大的重核和质量较

小的轻核比结合能都较小, 且轻核的比结合能还有些起伏.

二、原子核的结合能的计算

对质能方程和质量亏损的理解

(1)质能方程

爱因斯坦的相对论指出, 物体的能量和质量之间存在着密切的联系, 其关系是E＝mc

2

.

(2)质量亏损:核反应中原子核的质量小于组成它的核子的质量.

(3)质量亏损与释放核能的关系:ΔE＝Δmc

2

.

[即学即用]

1.判断下列说法的正误.

(1)一切原子核均具有结合能.( √ )

(2)组成原子核的核子越多, 它的结合能就越高.( √ )

(3)结合能越大, 核子结合得越牢固, 原子越稳定.( × )

(4)自由核子结合为原子核时, 可能吸收能量.( × )

(5)因在核反应中能产生能量, 有质量的转化, 所以系统只有质量数守恒, 系统的总能量和总

质量并不守恒.( × )

4

He)是由2个质子、2个中子组成的, 取质子的质量m＝1.672 6×102.已知α粒子(

2p

－

27

kg, 中

子的质量m

n

＝1.674 9×10

－

27

kg, α粒子的质量m

α

＝6.646 7×10

－

27

kg, 真空中光速c＝

3.0×10

8

m/s.则α粒子的结合能为________.(计算结果保留两位有效数字)

答案 4.3×10

－

12

J

解析 组成α粒子的核子与α粒子的质量差

Δm＝(2m

p

＋2m

n

)－m

α

α粒子的结合能ΔE＝Δmc

2

代入数据得ΔE≈4.3×10

－

12

J.