Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер

1.

Учитель Четверикова Л.В.
Предмет: физика (базовый уровень)
Класс: 9А
Дата проведения урока: 10.03.2023 года
Время проведения урока: 09.50-10.20
Тема урока: «Ядерные силы. Энергия связи
атомных ядер»
1. Запишите в тетрадь дату и тему урока.
2. Изучите п. 62, презентацию урока.
3.Запишите определения и формулы.

2.

Планетарная модель атома
(по Резерфорду)
В центре атома
находится ядро,
масса которого
составляет 99,97%
от общей массы
атома.
Резерфорд
Радиус ядра
примерно в 100000
раз меньше радиуса
атома.

3.

1932 г Иваненко и Гейзенберг предложили протонно-нейтронную
модель атомного ядра
Ядро
Нуклоны
Протоны
Нейтроны
16.03.2023

4.

Строение атомного ядра
Частицы,
составляющие
ядро атома
называются
нуклонами
нуклоны
протоны
Силы
взаимодействия
нуклонов друг
с другом
называются
ядерными
силами
нейтроны

5.

Как определить число нейтронов, протонов в
ядре атома (Запишите в тетрадь)
А-массовое число, показывает
число протонов и нейтронов в ядре
А=Z+N
атома вместе А=Z+N
Z –зарядовое число, показывает число
протонов в ядре атома, и следовательно, число
электронов на внешней оболочке
N –число нейтронов, чтобы его найти ,
необходимо из массового числа вычесть
зарядовое число
N=A-Z
Рассмотрим на примере U (урана): 92поряковый номер, значит это число протонов и
число нейтронов вместе. Z=92.
235-массовое число, значит число нуклонов (
протонов и нейтронов вместе 235). А=235.
Число нейтронов равно 235-92=143. N=143

6.

Особенности строения ядра
Число протонов в ядре атома
данного вещества постоянно и равно
порядковому № этого элемента в
таблице Менделеева
Внимание! Как определить число
протонов в ядре атома! Запишите в
тетрадь!
Число нейтронов в ядре одного
элемента может быть различным,
следовательно, и масса таких атомов тоже
будет отличаться

7.

Силы, связывающие нуклоны в ядре, называются ядерными.
Ядерные силы короткодействующие (радиус действия 10-15 м).
Ядерные силы сил электрического взаимодействия зарядов.
Ядерные силы действуют между нуклонами независимо от их
заряда (протон-протон, нейтрон-протон, нейтрон-нейтрон).
Каждый нуклон взаимодействует только с ограниченным
числом ближайших к нему нуклонов.

8.

Есв -энергия связи по абсолютной величине равна р
совершать для расщепления ядра на
составляющие его нуклоны без сообщения им
кинетической энергии. Запишите определение!!!
В ядерной физике энергия единицей измерения массы
является 1а.е.м. (атомная единица массы),
Единицей энергии 1эВ
Соотношение между Дж и эВ
1 эВ = 1,6∙10-19 Кл ∙1 В = 1,6∙10-19 Дж

9.

Есв = Δm∙c2
Запишите формулы!!!!
Δm – дефект массы ядра
с – скорость света в вакууме
Мерой энергии связи атомного ядра является
дефект масс – разность между суммарной
массой всех нуклонов ядра в свободном
состоянии и массой ядра Мя.
Δm = Zmp + N∙mn - Мя
Z – число протонов, N-число электронов;
mp – масса протона, ≈ 1,00728 а.е.м.
mn – масса нейтрона, ≈ 1,00867 а.е.м.
Мя – масса атома водорода, (
≈ 1,00783 а.е.м.
C2 = 931, 5 МэВ/а.е.м.

10.

Массы ядер некоторых элементов Мя

11.

УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ
Энергия связи, приходящаяся на один нуклон в ядре,
т.е. энергия, которую необходимо затратить, чтобы
удалить из ядра один нуклон, называется удельной
энергией связи:
где А – массовое число

12.

График зависимости удельной энергии связи Еуд:

13.

.
Из графика зависимости удельной энергии связи от
массового числа А видно, что:
1. У ядер с массовым числом 40<А<100
удельная энергия
.
связи максимальна;
2. У ядер с массовыми числами А>100 удельная энергия связи
с ростом А плавно убывает;
3. У ядер с массовыми числами А<40 с уменьшением А
удельная энергия связи скачкообразно убывает.
4. Максимальной удельной энергией обладают ядра, у
которых число протонов и нейтронов четное
,
а минимальной – ядра, у которых число протонов и
нейтронов нечетное
.
На основании этого анализа сделан вывод о том, что
практически можно осуществить два способа
высвобождения внутриядерной энергии:
• деление тяжелых ядер (цепная реакция)
• синтез легких ядер (термоядерная реакция).

14.

Название
величины
Обозначение
Единица
измерения
Формула
Масса протона
mp
а.е.м
mp = 1,00728
Масса нейтрона
mn
а.е.м
mn = 1,00867
Число протонов
Z
Число нейтронов
N
Масса ядра
Mя
Дефект масс
Δm
Энергия связи ядра ΔE0
Скорость света
c2
а.е.м
а.е.м, кг
Δm =
(Zmp + Nmn) –
Mя
МэВ
ΔE0 = Δmc2
МэВ/а.е.м
931,5Мэв/а.е.м.

15.

Рассмотрим пример решения задачи. Задача. Определить
дефект масс, энергию связи атомного ядра железа, удельную
энергию связи. Определяем Z, N у данного атома, М я находим в
таблице (таблица будет на отдельном слайде)
Z – число протонов, N-число нейтронов,
mp – масса протона, ≈ 1,00728 а.е.м. (пост. Вел)
mn – масса нейтрона, ≈ 1,00867 а.е.м.(пост. Вел),
с2=931,5 МэВ/а.е.м
C2 = 931, 5 МэВ/а.е.м.

16.

Рассмотрим пример решения задачи. Задача. Определить
дефект масс, энергию связи атомного ядра бора, удельную
энергию связи. Определяем Z, N у данного атома, М я находим в
таблице (таблица будет на отдельном слайде)
Z – число протонов, N-число нейтронов,
mp – масса протона, ≈ 1,00728 а.е.м. (пост. Вел)
mn – масса нейтрона, ≈ 1,00867 а.е.м.(пост. Вел), с2=931,5 МэВ/а.е.м
C2 = 931, 5 МэВ/а.е.м.
Дано:
mp=1,00728 а.е.м
mn=1,00867 а.е.м
Z=5
N=5
Мя=10,01294 а.е.м
С2=931,5 МэВ
Есв-?
Еуд-?
Есв=(Zmp+Nmn-Мя)с2=(5х1,00728 а.е.м.+5х1,0086
-10,01294 а.е.м)931,5МэВ=(5,0364+5,04335-10,012
Мэв
=0,06681х931,5 МЭв=62,233515 МЭв=62,23МэВ.

17.

Домашнее задание:
1. Изучить п.62.
2. Письменно в тетради выполнить задания:
Определить дефект масс, энергию связи атомного ядра:
1 вариант: Казанцева А,Твердохлеб А, Олейникова А, Педан
А, Власов С, Софинский В, Цыганков А. -кислорода с
атомной массой 17;
2 вариант: ФИО начинается на А-З.- бериллий
3 вариант:ФИО начинается на К-Н.-углерода с атомной
массой 12.
4 вариант: ФИО начинается на С-Х.-азот, с атомной массой
15.
Вопросы мне можно отправлять на адрес эл. Почты
[email protected] или подвешивать в виртуальную школу
(желательно) (желательно до 17.00). Спасибо.