《原子物理教材中几个问题》一文的补充

本刊1993年第12期刊登了饶瑞生同志的文章《原子物理教材中的几个问题》,笔者拜读之后深受启发,现将原文未谈到的两个问题予以补充,供读者参考。 1、为什么重核裂变时要放出能量,而轻核聚变时也要放出能量? 核子结合成原子核时要放出能量,原子核分解成核子时要吸收能量,核子结合成不同原子核时平均每 教材教法     

对一道结合能问题的思考

题 关于原子核的结合能,下列说法中正确的是（ ） （A）原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量．（B）一重原子核衰变成a粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能．（C）铯原子核（133 55 Cs）的结合能小于铅原子核（208 80 Pb）的结合能．（D）比结合能越大,原予核越不稳定．（E）自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能．     

原子能的利用

原子能是原子核发生变化时所释放出的能量。它分为两种:一种较重的原子核分裂成较轻的原子核时释放的能量叫核裂变能。另一种较轻的原子核聚合成较重的原子核时所释放的能量叫核聚变能。例如,让重原子核铀235发生裂变,每公斤铀裂变时放出的能量大约相当于2500吨优质煤或2000吨石油燎烧时所放出的能量,若让氖核发生聚变,每公开氛聚变时放出的能量,相当于2万吨优质煤燃烧时放出的能量。     

质能方程和质量守恒

在高中物理(乙种本)下册“核能”一节中,在叙述了质量亏损和质能方程后,指出:“……。核子在结合成原子核时出现的质量亏损△m,正表明它们在互相结合过程中放出了能量△E=△mc~2。”这段内容,容易使学生造成误解:“以为经过核反应后,系统的质量因亏损而减小了,质量转变成了能量。”     

关于核衰变的几个问题释疑

一、为什么从原子核中会放出α粒子、β粒子和γ光子 α粒子就是氦原子核,由两个质子和两个中子组成,原子核中的质子和中子即核是靠核力作用而紧密结合在一起的,但由于各个核子的原子核中所处的位置和状态不同,它们结合的紧密程度也有所差异．在一些重原子核中常常会有两个质子和两个中子形成一个结合得特别紧密的“小集团”,当这个“小集团”的能量特别大时。     

结合能和平均结合能的教学要指导学生理解概念

结合能和平均结合能的涵义是比较抽象的,但原子核的结合能是理解裂变和聚变中释放原子能的基础,是原子核这一章的重要概念,教学中必须使学生理解清楚。甲种本第三册p.333有这样一段叙述:“重核的核子平均结合能比中等质量的核子平均结合能小。因此,重核分裂成中等质量的核时,会有一部分结合能释放出来。”我在教学中发现学生对这段叙述往往不理解,他们总认为,应该是核子平均结合能大的核     

核子平均质量曲线与比结合能曲线的比较

为了揭示有些核反应释放能量,而有些核反应吸收能量,且重核裂变和轻核聚变时都能释放出巨大的能量,全日制普通高级中学教科书·物理(必修加选修)第三册(人民教育出版社,2003年6月第1版)利用质量亏损的概念引入了核子平均质量及核子的平均质量曲线(如图1所示),而现行普通高中课程标准实验教科书·物理选修3-5(人民教育出版社,2007年3月第2版)则引入了原子核结合能的概念,并介绍了核子的比结合能(平均结合能)曲线(如图2所示)。其实,早在全日制十年制学校     

灿烂的能源新星——核电

你知道吗,和人们的直观感觉相反,与煤、石油、天然气等常规能源发电相比,核电的安全性是它们的许多倍。近年来,核电以极大的优势异军突起,成为一颗灿烂的能源新星。　　小小的原子核里蕴藏着巨大的能量。　　一般来说,地球上的一切物质是由肉眼看不见的原子组成的,而原子又是由电子和原子核组成。原子核在分裂或聚合时能释放出巨大的能量,这就是核能。　　别看原子核小得连肉眼都看不见,可是储存在它里面的能量却大得惊人:1克铀裂变时所释放的核能竟与2.5吨煤所具有的热量相当。利用核能的这种本领,科学家们设计建成了发电量可观的核电站。…     

原子核结合能的微观解释

在核子口袋模型的基础上 ,建立了原子核平均结合能与核子半径之间的联系 ,进一步用我们提出的核子半径参数公式 ,对原子核平均结合能强相互作用部分给出了满意的解释     

原子核结合能的微观解释

在核子口袋模型的基础上，建立了原子核平均结合能与核子半径之间的联系，进一步用我们提出的核子半径参数公式，对原子核平均结合能强相互作用部分给出了满意的解释。     

新世纪人类渴望的新能源--核聚变能

核聚变能是指较轻的原子核聚合成较重的原子核所释放的能量.核聚变能比核裂变能更强大、更洁净、更安全、也更难驯服.目前人们还没有掌握使用可控核聚变反应技术,而这一技术一旦实现,人类将获得取之不尽,用之不竭的新能源.在竞争激烈的可控核聚变这一高科技领域中,我国取得了具有世界先进水平的成果--超导托卡马克,它将为实现人类渴望已久的新能源作出应有的贡献.     

“原子核的结合能”教学的几点建议

研究原子核物理,发掘蕴藏原子核中的巨大能量,是近代科学的一个重要课题。然而,结合能的概念、质量亏损、质能方程等内容,对学生来说是全新的,在理解上难度较大,是教学上的一个难点。我在这节教材的教学中,采用讲解结合启发教学的方式,取得了较好的效果。一、核力概念的引入从复习提问开始,学生回答原子核的组成后,立即提出问题:原子核内的质子之间应该存在较强的静电斥力,可它们为什么不分散而仍结合成一个牢固的核呢?显然,核子之间必定还存在着一种强大的引力,这种引力大大地超过静电斥力。在激起学生对新问题的探求欲望后,又引导学生排除“这种引力是万有引力”的可     

α、β、γ射线不能独立放出其中一种吗?

某省1992年高中毕业生复习统一测试题中有这样一道题: 下列说法中,哪一些是正确的? A.放射性元素存放射α、β、γ射线时,不可能独立地只放出其中一种射线; B.玻尔理论成功地解释了原子光谱规律; C.核子结合成原子核时必须吸收能量; D.可见光和γ射线都是原子从高能级跃迁到低能级时放出的光子所形成的电磁波. 显然,所给的四个答棠中,B、C、D均不正确,就只     

谈原子核的平均结合能

本文对原子核平均结合能作了比较深入地讨论.文章讨论了核子平均结合能的物理实质;质量数在30以上的原子核中,为什么核子平均结合能变化不大;研究了在中等质量数的核中,为什么平均结合能较大.     

如何正确理解结合能和平均结合能的概念

结合能和平均结合能的概念是比较抽象的,但它是获得原子能(重核裂变和轻核聚变)利用的理论依据,是原子物理学中的一个重要概念。 一.精确的测量结果——质量亏损 质子和中子(统称为核子)——组成原子核,当人们精确测量了独立存在的核子质量及它们所组成的原子核的质量后,发现任何一个原子核的质量总和总小于组成它的核子质量之和,例如_4~7B.核,组成     

核能及其应用前景

核能又称原子能 ,是原子核中的核子重新分配时释放出来的能量 .核能分为三类 :(1 )裂变能 .由重元素 (如铀、钚等 )原子核发生分裂时释放出的能量 .(2 )聚变能 .由轻元素 (如氘、氚 )原子核发生聚合反应时释放出来的能量 .(3 )放射能 .原子核衰变时释放出的能量 .本文试就核能及其军事应用、和平利用、核电的开发和利用、医学应用等方面作简单的回顾与展望 .一、核能的军事应用核能的应用首先是在军事上 ,主要有原子弹、氢弹、中子弹等核武器 .人类利用核裂变能的关键技术是实现链式裂变反应 .链式裂变反应指的是原子核的链续裂变过程 .以铀 2 3 5核裂变为例 ,当第一个铀核裂变时 ,同时放出 2～ 3个中子 ,如果这些中子再引起铀核裂变 ,就可使裂变反应不断进行下去 ,这种反应就是链式裂变反应 .它的发现使人们获得了实际利用原子能的可能性 .原子弹　原子弹就是设法使铀 2 3 5的体积超过它的临界体积 ,只要有中子进入铀块 ,就会立即引起铀核的链式反应 ,在极短时间内 ,释放出大量的核能 ,发生猛烈爆炸 .氢弹　氢弹则是利用原子弹爆炸产生的热核反应所需温度 ,使氘和氚发生聚变 ,从而引起新的爆炸 .中子...     

论质能方程中的质量守恒关系

在高中《物理》(必修本 )第二册“核能”一节中 ,教科书中叙述了质量亏损和质能方程后指出 :“物体的能量增大了质量也增大 ,能量减少了质量也减少 .核子在结合成原子核时出现的质量亏损 Δm,正表明它们互相结合过程中放出了能量ΔΕ=Δm· c2 ”.对这段内容 ,相当一部分学生在学习中容易误解为 :“经过核反应以后 ,系统的质量因亏损而减少了 ,质量转变成了能量 .”在物理学发展史上 ,当 1 90 5年爱因斯坦从狭义相对论理论得出质能方程这一结论以后 ,不少物理学家也曾经对质能方程的本质有过错误的理解和解释 .他们把物质和质量混为一谈 ,把…     

化学反应和能量变化

一、化学反应的热效应 在物质或物质之间发生化学反应时,必定伴有能量变化。这一化学现象反映了物质变化和能量变化的辩证关系。就化学反应的热效应而论,有放热反应和吸热反应。为什么物质在一定条件下会发生放热现象和吸热现象?“运动是物质的存在形式”。物质的运动必定具有一定能量。物质分子的运动包括动能和位能;分子组成中的原子或离子间有化学能;原子核中核子间具有核能。下面对这几种能作一简单的介绍:     

一个易疏忽的问题

在2003年高三复习综合测试中,笔者出了这样一道题目:氦原子的质量为4.002603u,电子的质量m_e=5.486×10~(-4)u,质子的质量m_p=1.007276u,中子的质量m_n=1.008665u,则核子结合成氨原子核时释放的能量约为多少?。(已知1u=931MeV,计算结果取三位有效数字)     

刍议"质量亏损"

我们知道 ,在核反应中存在着“质量亏损” ,现行中学教材中 ,对“质量亏损”的定义含糊不清 ,让学生捉摸不透 ,容易使学生步入误区。1　现行教材对“质量亏损”的定义和例解教材对质量亏损的定义 :我们把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。教材中还列举了一个中子和一个质子结合成氘核的核反应 :1 0 ｎ+1 1 Ｈ →21 Ｈ+γ。质量亏损Δｍ =0 .0 0 2 388ｕ(ｕ为原子质量单位 :1ｕ=1 .6 6 0 7×1 0 - 2 7ｋｇ) ,放出的能量ΔＥ=Δｍｃ2 =2 .2 2ＭｅＶ。笔者认为 ,以上定义和例解容易让学生出现理解上的偏差。2　学生…