三、核能 教学设计。

俗话说，凡事预则立，不预则废。高中教师要准备好教案，这是高中教师需要精心准备的。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，让高中教师能够快速的解决各种教学问题。关于好的高中教案要怎么样去写呢？以下由小编收集整理的《三、核能 教学设计》，供你参考和使用，请收藏和分享。

三、核能

（一）教学目的

1．常识性了解原子和原子核的组成。

2．常识性了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理，以及核反应堆的作用。

3．常识性了解研究可控核聚变的重大意义。启发学生想象人类开发利用核能的美好前景，激发学生努力学习科学技术的热情。

（二）教具

原子和原子核的挂图，链式反应的挂图（能用幻灯显示原子、原子核的结构和链式反应的情况更好）。

（三）教学过程

1．引入

板书：核能

指出核能是一种先进的、可以替代常规能源的新能源。目前世界上利用核能发电的核电站已有400多个。其年发电量约占全球年发电总量的17%，到下世纪，核能有时能成为一些国家的主要能源。

要了解核能是怎么回事，就需要从物质结构——原子和原子核的组成说起。

2．新课

板书：原子和原子核的组成

提问：请根据化学课中讲过的内容，说说原子和原子核的组成情况？

教师展示原子和原子核的挂图，归纳小结学生的回答，要求学生明确：任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的原子核和带负电的核外电子组成的；原子核又是由带正电的质子和不带电的中子（质子和中子统称为核子）组成的。

板书：

讲述：本世纪初，科学家们通过实验和理论研究对原子和有子核的组成有了正确的认识，发现原子核是可以改变的，而且在改变过程中可以释放出巨大的能量——原子核能，简称核能，通常也叫原子能（确切地说，原子能应是原子核能的缩写代名词）。那么，怎样才能有效地获得蕴藏在原子核里的大量核能呢？

旁注：在原子中，原子核和核外电子之间有广阔的空间，而在原子核中，质子和中子则是紧密地结合在一起的。此注供教师参考。

板书：裂变

指导学生阅读教材上讲裂变那一段课文。提出其注意：

(1)裂变指的是什么现象；

（观察教材上铀核裂变的示意图，结合阅读课文中的讲述，了解铀核裂变释放出核能，转化为周围物体的内能是怎么回事；

了解裂变释放出的核能十分巨大。

提问：什么叫裂变？

l千克铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约是1千克标准煤完全燃烧所放出能量的多少倍？

旁注：检查学生阅读教材的效果。

教师小结并强调：用中子轰击铀235，铀核（质量大的核）会分裂成两部分（两个中等质量的核），这种现象叫做核裂变，简称裂变。根据书上提供的数据很容易算出，1千克铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约是1千克标准煤完全燃烧所放出能量的2.5×106(250万)倍。由此可知，裂变是获得大量核能的重要途径。

板书：链式反应

教师展示链式反应挂图并讲述：

用中子轰击铀核，才能使铀核发生裂变，放出能量。如果外界的中子停止轰击，裂变也就停止。然而实验表明，铀核分裂时，还同时放出2～3个中子，这一点的意义特别重要。因为放出的中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变。这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变。于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去。这种现象叫做链式反应。

如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。

让学生看教材上我国第一颗原子弹爆炸后引起蘑菇状烟云的示意图（说明：原子弹爆炸时，立刻发出强烈的闪光，可照亮100千米以内的天空和地面，闪光后，天空出现一个火球，并迅速上升。火球冷却后变成褐色烟云，同时地面上升起的尘土和烟柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇状烟云。原子弹爆炸时还发出极其强烈的爆炸声，几十千米以外也可听到）。

讲述：为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。为此，人们制成了一种专门装置。

板书：核反应堆——能缓慢、平稳地释放核能的装置。

让学生看教材上我国第一座核反应堆外貌图（彩图，说明：建造核反应堆，对材料、技术、安全防护设施等都有很高、很严的要求。不但需要解决很多核物理问题，也要求材料科学、电子学、自动控制学等解决许多困难问题。能自行设计、制造核反应堆，表明我国在这一高科技领域取得了重大成就，为和平利用核能创造了必要的条件）。

板书：聚变——获得大量核能的另一重要途径

讲述：科学家们发现，某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变。

让学生看教材上一个氘（dao）核和一个氚（chuan）核结合成一个氦核的聚变反应示意图（说明：一个氘核由一个质子和一个中子组成，一个氚核由一个质子和二个中子组成，它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时，要放出一个中子，并释放出核能）．

氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍．

聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应．

自然界中，太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应．太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的．可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量．

前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的．而另一种威力更大的核武器——氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的．

人们现在还不能有效地使聚变在人工控制下进行，从而和平利用聚变释放的核能．由于聚变不但放出的能量更多，而且所使用的原料来源也极为丰富，可以从海水中提取．例如，从几升海水中提出的氘在发生聚变后可以提供相当于燃烧1千多升石油放出的能量．因此，目前世界上许多国家都在积极研究核聚变的人工控制（通常又叫可控或受控热核反应）这一非常吸引人的重大课题，并取得了进展．（注：值得一提的是，1991年，欧洲的科学家们首次做成了可控核聚变实验，这是科学史上一件大事，它标志着人类向获得理想的能源迈出了重要的一步．但要达到实用阶段，还需要攻克许多技术难题，未来的任务仍然相当艰巨．）

旁注：利用原子弹爆炸产生的高温，可以引发轻核的聚变反应．

我国自行设计的大型可控核聚变实验装置“中国环流一号”，已于80年代中期在四川省乐山市建成投入使用．近年来，科研人员利用这个实验装置取得了多项研究成果．江泽民主席看了“中国环流一号”后，曾经指出：“受控核聚变是开发人类新能源的尖端项目．一旦实现，地球上的全部海水就会成为巨大的能源库，至少可供人类使用上百亿年．尽管目前工程技术上还有一些困难，但我相信总有一天会突破．”

由以上的介绍可知，人类和平利用核能的前景是美好的．在可控核聚变的研究中，我国必将做出自己的贡献．

3．总结与布置作业

讲述：这节课初步介绍了：

(1)原子和原子核的组成．

(2)原子核里蕴藏着巨大的能量——核能．获得核能的途径，一是裂变，二是聚变．

(3)什么是链式反应，什么是核反应堆，什么是原子弹、氢弹等．

(4)我国和世界上许多国家都在积极研究开发利用核能，并取得了可喜的进展．

这些内容是每个现代社会公民应具有的常识，它对于我们了解物理知识在开发、利用新能源和国防现代化建设以及发展高科技中的作用，都有重要意义．课后，同学们要认真再读读本节课文，思考以下问题．

板书：裂变和链式反应是怎么回事？

核反应堆的作用是什么？

什么叫聚变？为什么说研究可控核聚变是一个非常吸引人的重大课题？

（四）设想、体会

1．本教案是按照九年义务教育初中物理教学大纲的要求，以人教社出版的九年义务教育教材初中物理第二册第十五章“核能”一节为依据，并参考其它版本初中物理教材的有关内容编写的．

2．在教案中，着力通过介绍核能的常识使学生了解物理知识在社会主义现代比建设和发展高科技中的作用，以利于激发学生逐步形成早期的科技觉醒意识．

3．力求讲述的内容简明、扼要，便于学生抓住重点，如对核裂变时释放出核能转化为周围物体的内能问题．只让学生通过阅读教材大致有所了解，而对“裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开，与周围的物体分子碰撞，使分子动能增加”则不做深究．又如对“用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量”的问题，也只作为物理事实告诉学生，而不再做更多的解释．

4．这节课的教学方法以教师边讲、边展示教具为主，同时穿插了指导学生阅读教材和提问等．这样做既符合教学内容的要求，又有利于调动学生学习的主动性、积极性和培养自学能力．

5．经验证明，初中学生很希望了解有关核能的常识，按本教案的设计进行核能一节的教学，不难达到教学大纲规定的教学要求．

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《§22-5 核反应 核能》 教学设计

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《§22-5核反应核能》教学设计

汽车区三中朱国君

教学设计思路

本节以教师讲授为主，辅之于学生课堂练习。教学课件用以辅助教学、辅助学生学习之用。

让学生理解智能方程，练习书写反应方程式。

教育目标

一、知识目标

1．知道原子核的人工转变及核反应的概念和规律。

2．理解核能的概念，知道核反应中的质量亏损。

3．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

4.会根据质能方程和质量亏损计算核反应中释放的核能。

二、能力目标

1.通过质疑、释疑的思维过程，提高分析探究问题的能力

2.学习归纳、推理、迁移的科学方法

三、德育目标

认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。

教学重、难点

教学重点

1.核反应中的人工转变及核反应方程；

2.核能的概念.爱因斯坦的质能方程；计算核能。

教学难点

质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解，计算核能。

教学方法

本节以教师讲授为主，辅之于学生课堂练习。教学课件用以辅助教学、辅助学生学习之用。

从核能的利用（核电站）引入课程，指出“核能是人类最终解决能源问题的希望”引发学生的兴趣。用卢瑟福发现质子的核反应(1919年)引出原子核可以实现人工转变的现象。在了解原子核自发和人工转变的基础上，介绍核反应的一般概念，并注意让学生了解核反应中质量数和电荷数守恒的规律。

学生都知道在核反应中会伴随着巨大的能量，那么能量从何而来哪？引出核能的概念。在核能的教学中应注意“一定的质量m和一定的能量mc2相对应”的观点，还应让学生注意，原子核在变化时，其变化前后的总质量是不同的，这种质量差异对应的就是核反应中所吸收或放出的能量.还应注意向学生说明。

从核能的计算中强调要注意单位的换算，如原子质量单位和千克的关系，焦耳和电子伏的关系。

教学过程

○问题情景呈现，导入新课

1：能源是可持续发展问题中的一个重要主题。

大亚湾核电站外观图。

介绍数据：1kg铀235燃烧释放出的原子核能相当于2500吨优质煤燃烧时放出的热量，只需几千克铀235就足够长春市24小时的耗能供应。

课题名称：五、核反应核能

○新课教学

〈一〉核反应

请同学们阅读教材，然后回答以下问题。投影简答题组。

⑴什么是核反应？为什么说原子核的人工转变是核反应的一种？你还知道哪些核反应？

⑵如何用核反应方程表示核反应过程？在核反应中遵循哪些规律？

⑶试比较说明核反应与化学反应的本质区别。

生：阅读有关内容后，先独立思考，然后抽查学生回答问题，互相评价，教师倾听。点拔强调如下：

核反应是一种客观变化，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程称为核反应。它遵守电荷数与质量数守恒两条规律。核反应方程是对核反应过程的抽象表达。

核反应是原子核的变化，结果是产生了新的元素；而化学反应且是原子的重组，原子外层电子的得失，结果是生成了新的分子，并无新元素的产生。

卢瑟福在1919年，首先发现质子，第一次实现了原子核的人工转变。

在原子核的转变中，遵守哪些规律？如此巨大的核能是从哪里来的呢？这是我们在本节课将要学习和探究的新问题。

完成核反应方程：

查德威克（英）在1832年发现“中子”的核反应方程。

刚才我们研究了核反应中生成新元素和粒子的确定方法及表达形式，下面，我们从能量的角度来分析核反应现象。

二核能的释放及计算

1.核能——核反应中释放的能量。核能是从哪里来的？

学生阅读教材后，独立思考上述问题，教师倾听、询问、了解学生提出的各种疑问，然后启发讲解，投影如下内容：

爱因斯坦质能方程：E=mc2中，E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速。

在国际单位制中，E、m、c的单位分别取J、kg和m/s。

计算：1㎏物体对应多少能量？

这一能量相当于一个100万Kw的发电厂三年的发电量!

可见，物体所包含（或具有）的能量是非常巨大的。对此，爱因斯坦说过：“把任何惯性质量理解为能量的一种贮藏，看来要自然得多。”

物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来？从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化ΔE与物体的质量变化Δm的关系．

?E=?mc2

?m—质量亏损：如果在一个核反应中，反应前原子核的总质量m1大于反应后原子核的总质量m2，则?m=m1-m2称为质量亏损。

?E：表示与△m相当的能量

质量数与质量的区别

质量数：一个原子质量的为一个质量数

一个原子质量的的大小为1.6606×10-27，称为

“原子质量单位”，符号为u，即：1u=1.6606×10-27㎏

计算：1u的质量相当于________MeV的能量.(1MeV=106eV,1eV=1.6022×10-19J,c=2.9979×108m/s)

解:

例题：已知质子的质量为1.0067277u，中子的质量为1.008665u．氘核的质量为2.013553u，当质子和中子结合成氘核时，

⑴写出核反应方程；

⑵质量亏损；

⑶放出多少能量？

解：

⑴

⑵?m=1.007277u+1.008665u－2.013553u=0.002389u

⑶ΔE=0.002389×931.5MeV=2.22MeV

核能的计算步骤：

1、写出正确的核反应方程。

2、计算核反应前后的质量亏损△m。

3、根据质能方程△E=△m·c2，计算核能。

练习题

氢原子的质量为1.007825u，中子的质量为1.008665u，它们结合成碳12，若已知碳核的质量为12.0000000u；该核反应会放出__________MeV的能量。

答：92.163MeV

小结

核反应

核能

原子核的人工转变

发现质子

发现中子

核反应的规律

质量数守恒

电荷数守恒

质能方程

E=mc2

?E=?mc2

质量亏损——

?m=m1-m2

注意的几个问题：

①质量数不是质量

②记住以下单位换算关系

1MeV=106eV

1eV=1.6022×10-19J

1u（原子质量单位）=1.6606×10-27kg

③1u相当于931.5MeV的能量，这是计算核能经常用到的关系。

教学反馈

课后思考：核能的和平利用。

阅读小材料《中国核电站》

作业：附后面

附:

§22-5核反应核能作业

一、选择题

1．关于核能，下列说法中正确的有[]

A．核子结合成原子核时，需吸收的能量

B．核子结合成原子核时，能放出的能量

C．不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同

D．使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值

2．质子的质量mp，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为[]

A．（mp+mn-m）C2B．（mp+mn）c2C．mc2D．(m-mp)c2

3．关于原子核的能，下面说法正确的是[]

A．使原子核分解成粒子时放出的能量

B．核子结合成原子时需要供给的能量

C．核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量

D．核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量

4．在计算核子和原子核的质量时，以u为单位比较方便，关于u下列说法中正确的是[]

A．1u≈1.66×10-27kg

C．1u相当于931.5MeV能量

D．u表示一个核子的质量

5．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是[]

A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能

B．E＝mc2是物体的核能

C．E=mc2是物体各种形式能的总称

D．由△E=△mc2，在核反应中，亏损的质量△m转化成能量△E放出

E．△E=△mc2表明在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走。

二、填空题

6．已知氢原子的质量为1.007825u，中子的质量为1.008665u，它们结合成碳，碳核的质量为12.000000u，放出的能量为____________________MeV。

7．一个α粒子轰击硼核，生成碳14，并放出0.75MeV的能量。其核反应方程是_________

_________________________，反应中质量亏损是___________________________㎏。

8．正负电子对撞后，转化为两个光子的总能量是_______电子伏。（正负电子质量m=0.91×10-30kg，光子的静止质量为零）

答案

一、选择题

1．BD2．A3．D4．ABC5．CE

二、填空题

6．92．163MeV7．；1．33×10-30

8．1.02×106

《核能的利用》教学反思

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，帮助高中教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢？下面是小编精心为您整理的“《核能的利用》教学反思”，欢迎您参考，希望对您有所助益！

《核能的利用》教学反思

教学的目的是要把课本知识的思路通过教师的教学思路转化为学生的学习思路，训练学生思维，掌握课本知识。当这三个思路协调同步时，教师、学生就会感到轻松、愉快，教和学便会达到一种和谐的境界。因此，面对一节教学内容，教师应从思路上把握教材以后，按知识内容设计出一条清晰的“思维路径”，确定出教学目标，然后提出关键问题，创设良好的问题情境。

《核能的利用》一节通过介绍获得核能的方式，介绍核电站、核能开发的新进展，核能的优点和可能带来的问题等，使学生对核能的开发和利用形成科学的认识。在教学《核能的利用》一课时，我首先提供一则材料：1945年8月6日和8月9日,美国将两颗原子弹,分别投到日本的广岛市和长崎市。广岛市80％的建筑物化为灰烬，6.8万人当场丧生；长崎市60％的建筑物被摧毁，当场伤亡8.6万人。该地区核爆炸的幸存者患了各种怪异的后遗症，在随后几年中，又有大批人痛苦地死去。然后从这则材料中提炼出三个问题：1、原子弹爆炸的巨大的能量来自哪里？2、能量既然这么巨大，那能否用到我们的生产和生活中呢？3、原子弹爆炸除了产生巨大的能量，还会产生什么物质会让人们在核爆炸后的几年里还会有大量的人痛苦死去？这三个问题也涵盖了本节课的主要内容和知识目标，本节课就围绕着这三个问题展开。这样，教师的教学思路很清晰，学生的学习思路也很清晰。

问题的解决：问题1、原子弹爆炸的巨大的能量来自哪里？先让学生回顾原子内部结构，并提出问题：原子核可以改变吗？接着学生阅读书本，了解改变原子核的两种方法，并读图比较两种方法的相同点和不同点。接着让学生说说它们的应用，并思考：太阳能够释放出出巨大的能量是因为太阳内部气体在发生核反应，那么太阳内部发生的是裂变Or聚变？理由是什么？(慧肖，接上)问题2、核能可以用到我们的生产和生活中吗？学生阅读书本：了解核电站的工作原理以及在电站工作过程中，能是如何转化的？学生解答之后，再进行拓展延伸：（1）水在经过反应堆后，内能怎样变化？是通过什么方式来改变内能的？（2）水蒸气在推动发电机工作后，内能怎样变化？是通过什么方式来改变内能的？目的是让学生对前面改变内能的两种方式进行回顾，也对核电站的工作原理有更深刻的认识。

问题3、核爆炸除了产生巨大的能量，还会产生什么物质？学生阅读书本了解放射线的相关内容。

在课的最后，再提出问题：裂变和聚变是化学变化Or物理变化？作为这节课的收尾，目的是让学生对核裂变和核聚变有更深刻的理解，同时也为这节课做总结。

通过这一系列问题的创设，使得整节课思路非常清晰，学生的学习目标也很明确，达到了良好的教学效果。

高三物理核力与核能教案28

第一节核力与核能
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用；
（2）知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小；
（3）理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损；
（4）知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。
2、过程与方法
（1）会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能；
（2）培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。
3、情感、态度与价值观
（1）使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；
（2）认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。
教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
（一）引入新课
提问1：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?（两者相差1036倍）
提问2：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散？会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢？今天就来学习这方面的内容。
（二）进行新课
1、核力与四种基本相互作用
提示：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。
提问1：那么核力有怎样特点呢？
（1）核力特点：
第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。
第二、核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内。
第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。
总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。
（2）四种基本相互作用力：
弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：
①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力；
②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力；
③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体→长程力；
④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力。

2、原子核中质子与中子的比例
随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。
思考：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系？（随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于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）
思考：为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数？
提示：学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。
总结：
若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了；
若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。
由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3、结合能
由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。
从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生。相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能。
原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它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，表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
那么如何求原子核的结合能呢？爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。

4、质量亏损
（1）质量亏损
科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来。
回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
（2）爱因斯坦质能方程：E＝mc2
相对论指出，物体的能量（E）和质量（m）之间存在着密切的关系，即E＝mc2式中，c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
（3）核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△mc2
物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来？从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=Δmc2
单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。
说明：
①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。
②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。
③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律。
④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
阅读原子核的比结合能，指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。

巩固练习
已知：1个质子的质量mp=1.007277u，1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位，1u=1.660566×10-27kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。（28.3MeV）

核反应、核能与裂变

--示例

教学重点：核的人工转变和核能的计算

教学难点：核能的计算

教学示例：

一、人工核转变

1、质子的发现

卢瑟福

2、中子的发现

查德威克

二、核能

1、核能

2、质量亏损

3、质能方程

；

4、核能的计算

例题1：已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损为0.0040×10-27kg，则此过程中释放的能量为多少？

解：根据爱因斯坦的质能方程知

=eV

=2.2MeV

例题2：静止的锂核

在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8MeV的能量．（1）写出核反应方程式（2）计算反应过程中的质量亏损

解：（1）

（2）根据爱因斯坦的质能方程知：

=

三、核裂变

物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫裂变．

四、铀核的裂变

1、裂变方程

具有多样性

2、核能的释放

举例计算铀核裂变过程释放的能量

3、链式反应

动画演示此过程

五、裂变的应用

1、原子弹

2、核反应堆

六、作业