【优化指导】2016-2017学年高中物理 第19章 原子核 7-8 核聚变 粒子和宇宙课件 新人教版选修3-5.ppt

* 7　核聚变　8　粒子和宇宙 一 二 三 填一填 练一练 一、核聚变(见课本第88页) 1.定义:两个轻核结合成质量较大的核,并释放出能量的反应。 3.条件: (1)轻核的距离要达到10-15 m以内。? (2)需要加热到很高的温度,因此又叫热核反应。 一 二 三 填一填 练一练 二、受控热核反应(见课本第89页) 1.聚变与裂变相比有很多优点: (1)轻核聚变产能效率高。 (2)地球上聚变燃料的储量丰富。 (3)轻核聚变更为安全、清洁。 2.约束核聚变材料的方法:磁约束和惯性约束。 一 二 三 填一填 练一练 三、粒子和宇宙(见课本第91页) 1.基本粒子不基本: (1)直到19世纪末,人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子。 (2)随着科学的发展,科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的,并发现质子、中子等本身也有复杂结构。 2.发现新粒子: (1)新粒子:1932年发现了正电子,1937年发现了μ子,1947年发现了K介子和π介子及以后的超子等。 (2)粒子的分类:按照粒子与各种相互作用的关系,可将粒子分为三大类:强子、轻子和媒介子。 (3)夸克模型的提出:1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型,认为强子是由夸克构成的。 一 二 三 填一填 练一练 填一填 练一练 我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有: 关于这两个方程,下列说法正确的是(　　) A.方程(1)属于α衰变 B.方程(2)属于轻核聚变 C.方程(1)中k=10,方程(2)中d=1 D.方程(1)中k=6,方程(2)中d=1 解析:方程(1)属于重核裂变,方程(2)属于轻核聚变,选项A错而B对;由质量数和电荷数守恒得 k=10,d=1,选项C对而D错。 答案:BC 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一对核聚变的理解? 随着科技的发展,不久的将来,汽车不再烧油,而改烧海水,你相信这能实现吗? 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1.聚变发生的条件 要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离10-15 m,这要克服电荷间强大的斥力作用,要求使轻核具有足够大的动能,有一种办法就是把它们加热到几百万开尔文的高温。 2.轻核聚变是放能反应 从比结合能的图线看,轻核聚变后比结合能增加,因此聚变反应是一个放能反应。 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 3.核聚变的特点 (1)在消耗相同质量的核燃料时,轻核聚变比重核裂变释放更多的能量。 (2)热核反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以使反应进行下去。 (3)普遍性:热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着,太阳就是一个巨大的热核反应堆。 4.核聚变的应用 (1)核武器——氢弹:一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置。它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸。 (2)可控热核反应:目前处于探索阶段。 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 5.轻核聚变与重核裂变的区别 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 【例题1】 太阳现在正处于主序星演化阶段,它主要是由电子和质子、氦核等组成,维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应为两个电子与四个质子聚变为氦。已知太阳的质量为2×1030 kg,太阳向周围空间辐射能量的总功率为3.8×1026 W。 (1)写出上述聚变反应的方程。 (2)已知质子质量mp=1.67×10-27 kg,氦核质量 mα=6.645 8×10-27 kg,电子质量me=9.0×10-31 kg,光速c=3.0×108 m/s,求每发生一次上述核反应所释放的能量。 (3)根据题目中数据计算太阳1秒钟减少的质量。太阳还能用多少年? 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究二对粒子的认识? 如图为粒子发展示意图: (1)为什么现在将“基本”二字去掉,统称为粒子? (2)为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破? 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1.新粒子的发现及特点 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 2.粒子的分类 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 3.夸克模型 (1)夸克的提出:1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型,认为强子是由夸克构成的。 (2)夸克的种类:上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t)。 (3)夸克所带电荷:夸克所带的电荷量是