高中物理:为什么核子从原子核分开吸收能量,而重荷裂分成中核释放能量?
首先要理解结合能与比结合能的概念:结合能是指如果把原子核所有核子(中子和质子)全部都拆开成单个核子,这样,按质能平衡要吸收的能量,也可以反过来理解为:这么多个核子结合成原子核,质量亏损(质量转成能量,质能方程E=mC^2)后释放出来的能量,这部分能量就称为结合能,如果除以该原子核的核子数就称为该原子核比结合能。所以,某个原子核比结合能越大,说明要一个个分开其核内的核子所需能量就越大,表明该原子核就越稳定,而目前研究结果,中等核,如Fe,比结合能较大。重核核(U-235)、轻核(如H、He)比结合能小,所以重核裂变、轻核聚变,就会释放能量,当然,如果中等核(如Fe)要发生裂变或聚变,却需要吸收能量。如同化学反应,有放热反应,也有吸热反应,核反应也类似。
其次要理解核能的概念和比结合能大小与原子核稳定性关系,在理解以上结合能的概念后,在核反应(聚变也好,裂变也好)中,单个、两个原子核发生核反应,总是不可能全部分解成单个核子,而是生成一个(聚变反应)或2个及多个(裂变反应),并且一般会 释放一些微粒,如伽马射线(光子),同时也就释放出部分结合能,释放出来的这部分能量,就成为该核反应释放出来的核能。举一个不太恰当的例子,如一个团队工作能力、平均个人能力(相对应于结合能、比结合能),但并不是这个团队生产量(相对应于核能)。
核子形成原子核时释放结合能,分开吸收结合能。重核的原子结合能小于中核的原子结合能。重核裂变成中核,会释放一部分原子结合能。
楼上那位的答案有问题,重核裂变都是直接变成质量数50-60的中核+1-3个中子+能量。
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!
高中物理:为什么核子从原子核分开吸收能量,而重荷裂分成中核释放能量...
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...
核子是什么?
在原子核物理学中,核子是指组成原子核的粒子,包括质子和中子。质子是带正电的粒子,而中子是电中性的粒子。这两种粒子都存在于原子核中,并决定了原子核的性质。核子的概念在理解原子核的结构和性质方面至关重要。核子的存在对于理解原子核的稳定性和放射性衰变等过程具有重要意义。原子核由质子和中子...
为什么核的结合能比铁要大呢?
自然,组成原子核的核子越多,它的结合能就越高。因此,有意义的是它的结合能与核子数之比,即一个原子核中每个粒子结合能的平均值,称做平均结合能(specific binding energy),也叫比结合能。平均结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。———人教版高中物理选修3-5教科书 摘自:...
原子核中的中子与质子的关系,为什么?
中子数等于相对原子质量-质子数(核外电子数)。中子数即原子核中的中子数目。中子是组成原子核的核子之一。中子数符号为N,原子核中的中子数目。原子物理学和核物理学以及原子物理学和核物理学的量。SI单位:1(一般不写出)。具有相同N值不同Z值(原子核中的质子数目)的核素称为同中子素。N-Z...
核子在结合成原子核时,为什么核力做正功
首先,您要弄清楚核力不是库伦力(物理选修3-5有这个概念)核力是使核子组成原子核的作用力,属于强相互作用力的一类。原子核中有中子、质子,质子是带正电的,所以质子之间会互相排斥。是非常强大的核力将它们吸引在一起,使它们在非常小的区域形成原子核。核力是短程力,只有在原子核尺度上才显现出来。
为什么两个核子结合成一个新的原子核会放出能量
为什么轻核聚变结合成的新核的总质量会比结合前所有核子的质量之和要小呢?答:轻核的结合能很大,这就导致两个轻核在结合的时候,会释放很多能量,从而导致结合成的新的原子核的质量比结合前的总质量小。3. 重核的裂变,即,原子序数很大的元素,如U235,等等,他们一般具有放射性,自身不稳定,会...
为什么原子核越大,核子间的距离越远??核子不是有饱和性吗,可以与相邻的...
注:因为核力的作用力远大于其他三种作用力,因此在原子核内部的能量分布轨道对于不同的元素是固定的,不能打破这种分布,但是粒子高速运动轰击原子核的对撞实验除外,)因此不能无限加入质子和中子。建议你看一下原子核物理中原子核轨道分布及量子力学中的泡利原理与洪特规则(他们在原子核轨道中也适用)。
...核子,分子是属于物理概念还是化学概念?为什么呢?
3. 原子是由质子、中子和电子组成的,是物理学研究的基本单位。4. 离子是带电的原子或分子,它们可以通过物理或化学过程获得或失去电子而形成,因此这一概念跨越了物理和化学两个领域。5. 核子是指构成原子核的粒子,包括质子和中子,这一术语主要在物理学中使用。6. 分子是由两个或多个原子通过化学...
如何形成核力以使质子中子相互吸引的?
基于这两种力的性质,原子核中的质子要靠自身的万有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,原子合理的和之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,并进一步揭示了核力的性质与特点。核力是强相互...
原子核中,为什么质子和中子数量的比例往往都不是很大?
和稳定核素的中子\/核子数量比呈现某种规律性变化,结果是成功的。这两个问题反映了核素图的发展规律。经过分析,发现强荷类型决定同位素结构,传播媒介决定稳定核素结构,通过本文的研究我们得到了通用版的核素结构图,在下一步中,我们将通过核素结构图精确求解原子核的结合能,将粒子物理带入新的历程!
季肺华蟾: 分裂是物理手段或形式,致使分裂需要吸收能量.而裂变是化学形式,由于化学变化是微观能量和宏观能量的交易,交换的结果是微观通过释放能量的代价,达到宏观上的性质改变.所以核裂变是释放能量,而原子分裂是吸收能量.
确山县13213412323: 核反应放能吸能怎么判断 ?
季肺华蟾: 核反应前的原子核的比结合能如果小于核反应后的原子核的比结合能,就放出能量.反之,就吸收能量.本质原因就是原子核的比结合能不同.比结合能越大,表示原子核...
确山县13213412323: 为什么原子核越大,核子间的距离越远??核子不是有饱和性吗,可以与相邻的核子产生很大的核力而相互吸引 - ?
季肺华蟾: 这可是核物理的高深技术问题,不太了解.但大致可以这样描述:就是某原子核在激发态时具有结合能为E1,当他转换为稳态时,结合能为E2,并释放或吸收能量E3.激发态→稳态+能量.U238裂变的时候,就是先吸收1个中子,进入激发态,...
确山县13213412323: 原子核分解为核子要吸热,可核裂变中也有核子出来,却释放大量的能量.为啥 - ?
季肺华蟾: 是结合能的原因,因为自由核子在结合成原子核的时候释放出了能量,要把这个原子核分解就要提供相应的能量. 裂变产生能量的原因是裂变碎片的结合能大于裂变核的结合能.
确山县13213412323: 高中原子物理里,什么是结合能?如何定义?能详细解析一下吗. - ?
季肺华蟾:[答案] 原子核是核子(质子和中子)结合在一起构成的,要把它们分开,就需要能量,这就是原子核的结合能,简称核能.核反应就是把这些结合能释放出来.
确山县13213412323: 高中物理?
季肺华蟾: 因为氘核的结合能是2.2MeV,小于此能,就不可能使其中的中子与质子分开. 其实,就算等于2.2MeV的光子也不能,这是由于不符合动量守恒 质子和中子结合成氘核前,需要有很大的动能,才能使它们的距离达到能够结合的程度,所以要使...
确山县13213412323: 为什么裂变衰变放能书上说原子核分解成核子吸收能量而裂变是原子核分解成核子却放出能量还有裂变质量亏损变为的运动质量是什么 - ?
季肺华蟾:[答案] 因为裂变时生成的粒子质量会比原来的粒子总质量小(并不是全部粒子都可以裂变),这里不见了质量的现象物理学上叫做... 运动质量是物体在运动时质量公式有M=m÷√(1-v2÷c2) 即运动的物体速度会增加. 等到你学高中或大学物理就会知道啦.
确山县13213412323: 物理学中,为什么原子绕着原子核转? - ?
季肺华蟾: 吸引力不同
确山县13213412323: 高中物理选修3 - 1里原子核外的电子可以被吸走,那原子核不能被吸走,是谁在在不断的稳定震动,原子核还是.高中物理选修3 - 1里原子核外的电子可以被吸... - ?
季肺华蟾:[答案] 是原子核在震动,但范围很小.
确山县13213412323: 高中原子物理里,什么是结合能 - ?
季肺华蟾: 其概念如下 : 两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量.自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能,分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能.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(binding energy).