第5节 核力与结合能
1．知道核力的概念、特点和四种基本相互作用。
2．了解结合能和比结合能的概念，会利用比结合能判断原子核的稳定性。
3．知道质量亏损的概念，会应用质能方程进行相关的计算。
一、核力及特点
1．核力：原子核里的核子间的相互作用力。
2．核力的特点
(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现。在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。
(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内。大于0.8×10－15 m时表现为吸引力，小于0.8×10－15 m时表现为斥力。
(3)核力的饱和性
每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。
二、四种基本相互作用
1．长程力：万有引力、电磁力，在相同距离上，电磁力要比万有引力强1035倍。
2．短程力：发生在原子核内的强相互作用和弱相互作用。弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，其力程比强力更短，为10－18 m。
三、原子核中质子与中子的比例
在自然界稳定的原子核中：(1)较轻的原子核：质子数和中子数大致相等。(2)较重的原子核：中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。
四、结合能
1．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。
2．原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
3.中等质量的核的比结合能最大、最稳定。
五、质量亏损
1．爱因斯坦质能方程E＝mc2。
2．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
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判一判
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(1)原子核中任意两个核子间都存在核力。( )
(2)核子间有核力存在，原子核能无休止增大。( )
(3)结合能越大原子核越稳定。( )
(4)一个氘核分解成质子和中子时需要吸收能量。( )
(5)所有的核反应一定伴随着质量亏损，有核能放出。( )
提示：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
想一想
(1)核力总是相互吸引的吗？
提示：不是。核力在大于0.8×10－15 m，小于1.5×10－15 m时表现为吸引力，而在距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力。
(2)原子核的结合能越大，其比结合能也越大吗？
提示：结合能是核子结合成原子核放出的能量或原子核拆散成核子吸收的能量，而比结合能是原子核的结合能与核子数的比值，结合能大的原子核，比结合能不一定大；结合能小的原子核，比结合能不一定小。
(3)质量亏损是在核反应过程中核子数减少了吗？
提示：核反应过程质量数守恒，即核子数不变。出现质量亏损是由于核子的平均质量减小导致的。
