3.理解核能与核能的计算

凡是释放核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时,平均每个核子的质量亏损是不同的,所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的,每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小,所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核,生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。

核能的计算方法:

(1)根据爱因斯坦的质能亏损,用核子结合成原子核时的质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速的平方(c=3×108m/s)即ΔE=Δmc2①

(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5(MeV)能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV即ΔE=Δm×931.5MeV②

注意:①式Δm的单位是千克(kg),ΔE的单位是焦耳(J);

②式中Δm的单位是指原子质量单位(u)(1u=1.660566×10-27 kg),ΔE的单位是兆电子伏(MeV)。

(3)由核能的转化量来计算核能。

在无光子辐射的情况下,核反应中释放的核能转化为生成新核和新粒子的动能,因而在此情况下可应用力学原理--动量守恒和能量守恒来计算核能。

整个知识体系可归结为:两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型);两方程(核反应方程、质能方程);四变(衰变、人工转变、裂变、聚变);六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)。4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。

高考对本章的考查:以α粒子散射实验、原子光谱为实验基础的卢瑟福原子核式结构学说和玻尔原子理论,各种核变化和与之相关的核反应方程、核能计算等。

卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。在核反应中遵循电荷数守恒和质量数守恒,在微观世界中动量守恒定律同样适用。

到19世纪末,人们认识到物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核和电子组成,原子核由质子和中子组成。

20世纪30年代以来,人们认识了正电子、μ子、K介子、π介子等粒子。后来又发现了各种粒子的反粒子(质量相同而电荷及其它一些物理量相反)。

现在已经发现的粒子达400多种,形成了粒子物理学。按照粒子物理理论,可以将粒子分成三大类:媒介子、轻子和强子,其中强子是由更基本的粒子--夸克组成。从目前的观点看,媒介子、轻子和夸克是没有内部结构的“点状”粒子。

用粒子物理学可以较好地解释宇宙的演化。

规律方法 1。掌握典型的反应方程

1.四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)

⑴衰变: α衰变:(实质:核内)α衰变形成外切(同方向旋),

β衰变:(实质:核内的中子转变成了质子和中子)

β衰变形成内切(相反方向旋),且大圆为α、β粒子径迹。

      +β衰变:(核内)

       γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。

⑵人工转变:(发现质子的核反应)(卢瑟福)用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在

       (发现中子的核反应)(查德威克)钋产生的α射线轰击铍

      (人工制造放射性同位素)

正电子的发现(约里奥居里和伊丽芙居里夫妇)α粒子轰击铝箔

⑶重核的裂变:   

在一定条件下(超过临界体积),裂变反应会连续不断地进行下去,这就是链式反应。

⑷轻核的聚变: (需要几百万度高温,所以又叫热核反应)

所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒。(注意:质量并不守恒。)

 0  309954  309962  309968  309972  309978  309980  309984  309990  309992  309998  310004  310008  310010  310014  310020  310022  310028  310032  310034  310038  310040  310044  310046  310048  310049  310050  310052  310053  310054  310056  310058  310062  310064  310068  310070  310074  310080  310082  310088  310092  310094  310098  310104  310110  310112  310118  310122  310124  310130  310134  310140  310148  447090 

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