高中物理原子核?在高中阶段,我们可以这样认为:比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。(反例:铀238的平均结合能与氦4的平均结合能分别为7.5MeV、7.03MeV,但后者远比前者稳定。这里要说一下,高中物理与大学物理也会出现初中物理和高中物理的那种尴尬场面,还记得初中物理中的速度概念与高中物理中的速度吗?在特定学习阶段,那么,高中物理原子核?一起来了解一下吧。
想要写这个问题是因为最近有同学问了一个高中物理选择题,要求比较核反应前反应物与反应后生成物的结合能大小。
结合能是原子核物理中非常重要的物理概念和物理量,由于概念比较抽象,是高中物理的一个难点,高考大纲对应要求级别为I,因为结合能对于原子核的其他章节内容的理解有重要作用,不从考试的角度也需要引起同学们的重视!
高中物理必修3-5第3版中是这样表述结合能的: 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的,要把它们分开,也需要能量,这就是原子核的结合能。结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量,而是为把核子分开而需要的能量。
要理解结合能需要考虑 核力做功 ,简单定性描述可以这样用核力做功解释结合能:单个质子和中子结合成原子核的过程中,由于核力做正功释放能量,这个能量就叫做原子核的结合能,相应地,要使原子核再分解为核子(质子和中子),由于要克服核力做功,就必须给予和结合过程释放的等值能量。但是原子核的结合能很难直接测量,掌握了结合能概念之后,我们可以用爱因斯坦质能方程计算出具体原子核的结合能。
利用结合能之差可以求解核反应的核能: 释放的核能=核反应后的结合能-反应前的结合能 。
原子核反应方程式如下:
扩展资料:
注意事项:
核反应分为核裂变和核聚变,裂变只发生在质量很大的原子核中,如铀(YU)、钍(T)和钚(BU)。这些原子的原子核吸收一个中子,然后分裂成两个或更小的原子核,释放出两个或三个中子和大量能量。
只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚,让两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起,发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核(如氦),中子虽然质量比较大,但是由于中子不带电,因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来,大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。
比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。一般来说,中等大小的核的比结合能最大,所以中等大小的核最为稳定,而对于质量数较小的轻核和质量数较大的重核,比结合能都相对较小,原子核的稳定性也相对较低。因此,在判断高中物理中的比结合能大小时,可以依据这个原则。
具体来说,如果比较两个不同原子核的比结合能,可以先看它们的质量数。如果两个原子核的质量数相差较大,那么一般来说,质量数更接近中等大小的原子核比结合能会更大,因此更稳定。当然,这只是一个大致的判断方法,具体还需要根据原子核的实际情况来确定。
此外,也可以通过查阅相关资料或数据来获取具体的比结合能数值,从而进行更精确的比较。在实际的物理题目中,通常会给出相关原子核的比结合能数据,可以根据这些数据来判断大小。
总的来说,比结合能是反映原子核稳定性的重要物理量,在判断其大小时,可以综合考虑原子核的质量数以及具体的比结合能数据。
众所周知,原子核由质子和中子构成。我们可以假想原子核是由a个单独的中子(每一个中子的质量为N)和b个单独的质子(每一个质子的质量为P)通过一定的作用过程而结合成了原子核。在这个过程中,形成的原子核的质量为M。奇怪的是:M<(a*N+b*P)。二者的差值就叫做这个核素(就是这个原子)的质量亏损,这部分质量对应的能量就是形成原子核的过程中释放出来的。用这个总的能量去除以这个原子核总的核子数(也就是质子和中子的个数的和a+b),得到的能量就是这个原子核的平均结合能。
后来,有科学家就把所有原子核的平均结合能通过实验或者理论计算找出来了,然后再把这些数据制成了一条曲线——平均结合能曲线,核物理中最重要的两张图之一!这条曲线的横轴表示原子核序数,纵轴为平均结合能曲线。然后这条曲线,就导致了原子弹的产生,为它提供了理论基础!
接下来,具体说说这个平均结合能曲线的内容及特点。大概可以把这条曲线分成三部分:轻核区,中等核区,中核区。其中,轻核区的平均结合较小,并且随着序数增大大概成上升趋势,还有一个重要的特点就是在轻核区还会出现极大值、极小值的核素,极大值与极小值之间的平均结合能相差很大,因此极小值处的核素结合成极大值处的核素时(也即是聚变),就会产生很大的质量亏损,也就是说放出的能量大罗;在中等核区的平均结合能较高,且基本为常数不变;重核区的平均结合能也较小,但稍大于轻核区的,且随着序数的增大大概成光滑的下降趋势(没有轻核区的极大值极小值),因此中核裂变成中等核时,所产生的质量亏损是小于轻核聚变的!
原子跃迁是指原子核外电子从一个能级跃迁到另一个能级的过程。由于电子能级之间的能量差通常较小,电子跃迁涉及的能量也较小,通常以电子伏特(eV)为单位。电子退激发时发出的光子是原子的特征X射线,其能量一般在千电子伏特(KeV)量级。例如,最外层电子的电离和俘获能量可能低至可见光区域,如钠原子的黄光,而金属如银则在紫外区域表现出金属光泽。
原子核跃迁主要表现为放射性元素经过α、β衰变后,达到子核的高能态,并通过发射γ射线来退激发,能量一般在兆电子伏特(MeV)量级。原子核退激发还可以通过将多余能量传递给核外电子,导致最内层(K层)电子电离,产生俄歇电子。当外层电子填补这个空穴时,会释放特征X射线。有时,内层电子的进一步电离会导致连续发射俄歇电子,甚至可能导致原子团或分子如乙基团因库仑力作用而分裂,释放最终能量。
通常,激发原子使用X射线或高能电子。而激发原子核则需要更高能量的γ射线、中子流或质子流。能量单位eV表示为1eV=1.6×10^(-19)焦耳,1MeV=1000KeV=1000000eV。光子能量ε=hν=hc/λ,其中h为普朗克常数,c为光速,ν为光子频率,λ为光波长。通过将这些能量范围转换为波长的表达形式,可以直观地理解不同颜色的光子能量。
以上就是高中物理原子核的全部内容,高中物理知识点梳理——专题十一(原子核)考点一、天然放射现象定义:放射性元素自发地发出射线的现象,由法国物理学家贝克勒尔在1896年发现。意义:使人们认识到原子核也有复杂的结构。放射性:物质发出射线的性质。放射性元素:具有放射性的元素,原子序数大于83的元素都能自发地发出射线,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。