人教版高中物理選修3-5教案(參考版)
2025-08-08 01:57本頁面
【正文】 17。（2）地球上聚變?nèi)剂系膬α控S富。例：一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變，其核反應(yīng)方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的質(zhì)量：mD= 102 u、氚核的質(zhì)量：mT= 050 u、氦核的質(zhì)量：mα= 603 u、中子的質(zhì)量：mn= 665 u、1u= 61027kg，e = 21019C，請同學(xué)們求出該核反應(yīng)所釋放出來的能量。強(qiáng)調(diào)：聚變反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去，在短時間釋放巨大的能量，這就是聚變引起的核爆炸。（1）氫的聚變反應(yīng)：21H+21H→31He+11H+4 MeV、 21H+31H→42He+10 n+ MeV（2）釋放能量：ΔE＝Δmc2＝ MeV，平均每個核子釋放能量3 MeV以上，約為裂變反應(yīng)釋放能量的3～4倍得出結(jié)論微觀上：參與反應(yīng)的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即1015 m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。是衰變， 是衰變，是人工轉(zhuǎn)變解：只有C選項(xiàng)是核裂變。例題下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是(C）A、 B、C、 D、分析：核反應(yīng)中有四種不同類型的核反應(yīng)，它們分別是衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變。核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①污染小；②可采儲量大；③比較經(jīng)濟(jì)。（4）、冷卻劑由水或液態(tài)的金屬鈉等流體做成，在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出，確保反應(yīng)堆的安全。(2)、控制棒由鎘做成，用來控制反應(yīng)速度。（4）裂變反應(yīng)中的能量的計(jì)算。鈾核的裂變的產(chǎn)物是多樣的，最典型的一種核反應(yīng)方程式是 （2）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。只有重核裂變和輕核聚變能放出大量的能量。只有核子平均質(zhì)量減小的核反應(yīng)才能放出核能。 （鞏固練習(xí)）已知1個質(zhì)子的質(zhì)量mp= 277u，1個中子的質(zhì)量mn= 509 u. 這里u表示原子質(zhì)量單位，1 u= 5661027 kg. 由上述數(shù)值，計(jì)算2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成氦核時釋放的能量。③在核反應(yīng)中仍然遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律。 （3）核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：指出以下幾點(diǎn)：①物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動質(zhì)量，質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運(yùn)動質(zhì)量。愛因斯坦質(zhì)能方程表明：物體所具有的能量跟它的質(zhì)量成正比。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4．質(zhì)量虧損（1）質(zhì)量虧損講述：科學(xué)家研究證明在核反應(yīng)中原子核的總質(zhì)量并不相等，例如精確計(jì)算表明：氘核的質(zhì)量比一個中子和一個質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，質(zhì)量虧損只有在核反應(yīng)中才能明顯的表現(xiàn)出來. ①在核反應(yīng)中不遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律。 ，這個反應(yīng)才會發(fā)生.相反的過程一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，,或者需要巨大的能量。因此只有200多種穩(wěn)定的原子核長久地留了下來。所以當(dāng)原子核增大到一定程度時，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，這個原子核就不穩(wěn)定了；若只增加中子，中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。→長程力 2．原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增加，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?！L程力④引力：引力主要在宏觀和宇觀尺度上“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為1018m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。（3）核力存在于核子之間，每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性。（4）凡是用到射線時，都用人造放射性同位素3．放射性同位素的應(yīng)用：（1）利用射線：射線測厚度放射治療培育新品種，延長保質(zhì)期（2）作為示蹤原子棉花對磷肥的吸收甲狀腺疾病的診斷19．4 核力與結(jié)合能1．核力與四種基本相互作用（1）核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。放射性同位素有天然和人造兩種，它們的化學(xué)性質(zhì)相同。人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)方程： 例：寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程。例1：配平下列衰變方程23492U→23090Th+( 42He ) 23490U→23491Pa+( 01e )例2：天然放射性元素23290Th（釷）經(jīng)過一系列α衰變和β衰變之后，變成20882Pb（鉛）．下列論斷中止確的是(BD)A．鉛核比釷核少24個中子 B．鉛核比釷核少8個質(zhì)子C．衰變過程中共有4次α衰變和8次β哀變 D．衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變解：（1）解：A、B、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，鉛核比釷核少8個質(zhì)子，少16個中子，故A錯誤，B正確；C、D、發(fā)生α衰變是放出42He，發(fā)生β衰變是放出01e電子，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有2xy+82=90 4x+208=232 解得x=6，y=4故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，故C錯誤，D正確． 故選BD．19．3 放射性的應(yīng)用與防護(hù)1．核反應(yīng)：原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程叫核反應(yīng)。（3）大量的氡核。2．半衰期 教材上的氡的衰變圖的投影： m/m0＝(1/2)n（1）。γ射線是由于原子核在發(fā)生α衰變和β衰變時原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光（能量）輻射，通常是伴隨α射線和β射線而產(chǎn)生。當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時同時要產(chǎn)生一個電子 10n→11H＋01e這個電子從核內(nèi)釋放出來，就形成了β衰變。釷234核的衰變方程式：23490Th→23491Pa+01e衰變前后核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)都守恒，新核的質(zhì)量數(shù)不會改變但核電荷數(shù)應(yīng)加1β衰
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