【文章內(nèi)容簡介】 作為示蹤原子兩個(gè)方向展開的． 放射性的應(yīng)用 射線應(yīng)用 示蹤原子 探傷儀 培育新種 保存食物 消除有害靜電 消滅害蟲 治療惡性腫瘤 農(nóng)作物檢測 診斷器質(zhì)性和功能性疾病 生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究 食品保鮮 棉花育種 放射性同位素造影術(shù) 糧食保存 “放療”治療 放射線測厚儀 放射性污染和防護(hù) 過量的放射性會(huì)對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用． 20世紀(jì)人們在毫無防備的情況下研究放射性 遭原子彈炸后的廣島 放射性污染和防護(hù) 為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施： 檢測輻射裝置 全身污染檢測儀 輻射檢測系統(tǒng) 輻射源的存放 鈾 放射性污染和防護(hù) 核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄： 1：下列關(guān)于放射線的說法中不正確的是 ( ) A、 放射線可以用來進(jìn)行工業(yè)探傷 ． B、 放射線可以使細(xì)胞發(fā)生變異 ． C、 放射同位素可以用來做示蹤原子 ． D、 放射線對人體無害 ． 《 核力與結(jié)合能 》 教學(xué)目標(biāo) ? 知識與技能 ? （ 1）知道核力的概念、特點(diǎn)及自然界存在的四種基本相互作用； ? （ 2）知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減??； ? （ 3）理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損； ? （ 4）知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。 ? 過程與方法 ? （ 1）會(huì)根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能； ? （ 2）培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、推理能力、及數(shù)學(xué)計(jì)算能力。 ? 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 ? （ 1）使學(xué)生樹立起實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)理論對實(shí)踐有著指導(dǎo)和預(yù)見作用的能力； ? （ 2）認(rèn)識開發(fā)和利用核能對解決人類能源危機(jī)的重要意義。 ? 教學(xué)重點(diǎn)： 質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。 ? 教學(xué)難點(diǎn)： 結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關(guān)系。 ? 教學(xué)方法： 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 ? 教學(xué)用具： 多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。 原子核的組成 原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子． 電荷數(shù) =質(zhì)子數(shù) 質(zhì)量數(shù) =質(zhì)子數(shù) +中子數(shù) =核子數(shù) 原子核的半徑約為 1015m , 只相當(dāng)原子半徑的萬分之一 。 在這么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)子間的庫侖斥力是很大 ， 萬有引力太小 ， 只有庫侖力的 1036。 而通常原子核是穩(wěn)定的 ,于是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉在一起 , 此力稱為核力 。 核力 mp mp 庫侖力 庫侖力 萬有引力 萬有引力 核力 核子靠什么力結(jié)合成原子核？ 核力：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力． 核力具有怎樣的特點(diǎn)呢？ 一、核力： 2. 核力是短程力 。 約在 1015m量級時(shí)起作用 ， 距離大于 1015m時(shí)為引力 , 距離為 10 1015m時(shí)核力幾乎消失 ， 距離小于 1015m時(shí)為斥力 。 3. 核力具有飽和性 。 核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力 ， 而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用 。 4. 核力具有電荷無關(guān)性 。 對給定的相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ，核力與核子電荷無關(guān) 。 要真正了解核子間的相互作用還要考慮核子的組成物 —— 夸克的相互作用 。 1. 核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用 （ 強(qiáng)力 ） 的一種表現(xiàn) 。 除核力外原子核內(nèi)還存在 弱相互作用（弱力） 弱力是引起中子－質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因 弱相互作用也是短程力，力程比強(qiáng)力更短，為10－ 18m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。 二、原子核中質(zhì)子與中子的比例 自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多。 為什么會(huì)這樣呢？ 核越來越大，有些核子間的距離越來越遠(yuǎn)。隨著距離的增加，核力與電磁力都會(huì)減小，但核力減小得更快。所以，原子核大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了。這時(shí)，如果不再成對地增加核子，而只增加中子，中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定。由于這個(gè)原因，穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。 由于核力的作用范圍是有限的，如果繼續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒有核力的作用，這時(shí)即使再增加中子也無濟(jì)于事，這樣的核必然是不穩(wěn)定的。 在宇宙演化的進(jìn)程中，各種粒子有機(jī)會(huì)進(jìn)行各種組合，但那些不穩(wěn)定的組合很快就瓦解了，只有 200多種穩(wěn)定的原子核長久地留了下來?，F(xiàn)在觀察到的天然放射性元素，則正在瓦解之中。 某一數(shù)值時(shí) 某一數(shù)值時(shí) 相同 由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，所以核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時(shí)，都伴隨著巨大的能量變化． nHHHHn101121211110????????例如：可見，當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量．這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能． 三、結(jié)合能 結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。 比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。 比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 三、結(jié)合能 四、質(zhì)量虧損 例題： 中子的質(zhì)量 =10－ 27Kg 質(zhì)子的質(zhì)量 = 10－ 27Kg 中子和質(zhì)子的質(zhì)量和 = 10－ 27Kg 氘核的質(zhì)量 = 10－ 27Kg 質(zhì)量差 = 10－ 27Kg ???? HHn 211110四、質(zhì)量虧損 質(zhì)量虧損：原子分解為核子時(shí)，質(zhì)量增加；核子結(jié)合成原子核時(shí)，質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損。 例題： 愛因斯坦質(zhì)能方程 E=mc2 式中 c是真空中的光速， m是物體的質(zhì)量， E是物體的能量。 核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量虧損 Δm，正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量 ΔE=Δmc2 有關(guān)問題的理解和注意事項(xiàng) 第一 .核反應(yīng)過程中 : 核子結(jié)合成原子核時(shí) ,新核質(zhì)量小于核子的質(zhì)量 (質(zhì)量虧損 ),同時(shí)以 ?光子形式釋放核能 。 原子核分解為核子時(shí) ,需要吸收一定能量 ,核子的總質(zhì)量大于原原子核的質(zhì)量 . 第二 .核反應(yīng)過程中 ,質(zhì)量虧損時(shí) ,核子個(gè)數(shù)不虧損 (即質(zhì)量數(shù)守恒 ),可理解為組成原子核后 ,核內(nèi)每個(gè)核子仿佛“瘦了”一些 . 第三 .質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失 ,而是減少的質(zhì)量 ?m以能量形式輻射(動(dòng)質(zhì)量 ),因此質(zhì)量守恒定律不被破壞 . 第四 .公式 ΔE=Δmc2 的單位問題 國際單位 : ?m用“ kg” C用“ m/s” ΔE用 “J” 常用單位 : ?m用“ u(原子質(zhì)量單位 )” 1u= 1027kg ΔE用 “uc2” 1uc2=931MeV (表示 1u 的質(zhì)量變化相當(dāng)于 931Me V的能量改變 ) P39問題與練習(xí) 3. 當(dāng)然， ，但這只是組成 1個(gè)氘核所放出的能量．如果組成的是 1023個(gè)氘核時(shí)，放出的能量就十分可觀了．與之相對照的是，使 1摩的碳完全燃燒放出的能量為 103J．折合為每個(gè)碳原子在完全燃燒時(shí)放出的能量只不過 4eV．若跟上述核反應(yīng)中每個(gè)原子可能放出的能量相比，兩者相差數(shù)十萬倍． 第五 .核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個(gè)數(shù)量級 . 課堂練習(xí) : (1)試證明， 1原子質(zhì)量單位 u相當(dāng)于 MeV的能量． 1u= 27kg，光速 c= 108m/s，1eV= 1019J． (2)碳原子的質(zhì)量是 000 u，可以看做是由 6個(gè)氫原子 (質(zhì)量是 825u)和 6個(gè)中子組成的．求核子結(jié)合成碳原子核時(shí)釋放的能量． (在計(jì)算中可以用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量，用氫原子的質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量，因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量可以在相減過程中消去． ) 出多少能量？并求出衰變過程中釋放）。寫出核反應(yīng)方程，的原子量為（粒子）時(shí)，釋放出（原子量為）衰變?yōu)椋ㄔ恿繛?0 2 02 8 Th03 7 422289023592?《 重核的裂變 》 教學(xué)目標(biāo) ? 知識與技能 ? （ 1）知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量； ? （ 2）知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)； ? （ 3）會(huì)計(jì)算重核裂變過程中釋放出的能量； ? （ 4）知道什么是核反應(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)。 ? 過