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　　原子原子核•原子核的结合能•教案

　　一、教学目标

　　1．物理知识方面的要求．
　　(1)了解核力的基本特点．
　　(2)理解原子核的结合能概念．
　　(3)掌握质能联系方程．
　　2．物理思想方面的教育．
　　人类从利用燃料的化学能到掌握利用原子核能的过程，反映了人类对物质世界的认识不断深化的过程．

　　二、重点、难点分析
　　1．质能联系方程．
　　2．质量转化为能量是一种误解．

　　三、主要教学过程

　　(一)引入新课
　　原子核是原子中体积很小但却集中了几乎原子全部质量的带正电的中心体，原子核的半径的数量级为10-15m．在极小的原子核中，存在着Z个质子，(A-Z)个中子．不难根据万有引力定律和库仑定律计算出原子核中的两个质子之间的万有引力与库仑力的比值，这一比值约为10-38！在巨大的库仑斥力作用下，通常的原子核却是异常稳定的．这说明在原子核中，除了质子之间的库仑斥力外，还应存在另一种力，它把核子紧密地联系在一起．
　　(二)教学过程设计
　　1．核力．
　　这种能够把核中的各种核子联系在一起的更为强大的力叫做核力．尽管人们对核力的研究有了重大进展，但对揭示核力的本质还相去甚远，许多问题有待进一步研究．
　　核力具有以下的一些特点：
　　(1)短程性．它只在10-15m内作用．当在2×10-15～3×10-15m区域的表现为一种很弱的吸引力．当在0.3×10-15～2×10-15m区域内表现为很强的吸引力，其强度比库仑力大两个数量级．正是这种强大的吸引力，使原子核中的质量不致因相互排斥而散开．当两个核子之间的距离小于0.3×10-15m时，将受很强的斥力，它保证了原子核不致坍缩．
　　(2)饱和性．核子的半径约为0.8×10-15m，由于上述核力的短程性可以看出，每个核子只与它相邻的核子有作用力，而不是与核中的所有核子都有作用力．
　　(3)电荷的无关性．即核中的核子，不论是质子与质子，中子与中子，质子与中子，它们之间的核力是一样的．
　　2．结合能．
　　由于原子核中的核子之间存在着强大的核力，使原子核组成一个十分坚固的集合体．如果把原子核拆成自由核子，需要克服强大的核力做十分巨大的功，或说需要巨大的能量．氘核是一个结构较为简单的原子核，实验表明，可用γ光子使氘核分解为1个质子和1个中子，这时的核反应方程是：

　　入射的光子的能量至少是2.22MeV．对于相反的过程，当1个质子和1个中子结合成1个氘核时，要放出2.22MeV的能量．这一能量以γ光子的形式辐射出去．
　　可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合能．