1、核反應中的人工轉變及核反應方程教學目標：（一）知識與技能目標：1. 知道原子核的人工轉變、核反應的概念和規律2. 理解核能的概念，知道核反應中的質量虧損3. 知道愛因斯坦的質能方程，理解質量與能量的關系4. 會根據質能方程和質量虧損計算核反應中釋放的核能（二）過程與方法目標：1. 通過質疑、釋疑的思維過程，提高分析探究問題的能力2. 學習歸納、推理、遷移的科學方法（三）情感態度與價值觀目標：1. 領略自然界的奇妙與和諧2體會探索自然規律的樂趣，感悟大自然的博大精深3. 激發使命感與責任感，培養將科學服務于人類的意識教學重點：1. 核反應中的人工轉變及核反應方程2. 核能的概念.愛因斯坦的質能方

2、程.計算核能.教學難點：糾正核能是質量轉化為能量的錯誤理解正確理解質量虧損教學方法：以講授為主，輔之以學生課堂練習.先從原子核的天然衰變引出原子核的人工轉變，進而引入核反應的概念， 總結出核反應遵從的規律；從核反應中的丫輻射引入核能的概念，再從核反應中的質量虧損引出愛因斯坦質能關系，最后說明在核反應中釋放能量與質量虧損密切相關，給出公式 mC,再通過學生的課堂練習加以鞏固.教學手段：無特殊教學手段教學過程：創設情境、激趣導入自主、合作、探究板書設計一、核反應1.核反應：在核物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程，稱為核反應。說明：10核反應既不是化學變化，也不是物理變化，核反應是

3、核變化。2 0核變化包括原子核的衰變和核反應3 0核反應包括原子核的人工轉化、核裂變、輕核的聚變（有時把衰變也稱作核反應）這節課學習原子核的人工轉化：在1919年，盧瑟福用:粒子轟擊氮原子核，產生了氧的一種同位素一一氧 17和一個質子，第一次實現了原子核的人工轉變。2.原子核的人工轉變：用ot粒子（或1 H或0n ,）轟擊原子核使之發生變化的過程,叫做原子核的人工轉變。（或說：用人工方法使原子核發生變化的過程，叫做原子核的人工轉變）（原子核的人工轉變是核反應中的一種。）（1）質子的發現（1919 年）：刖+卅：。十；H盧瑟福（2）中子的發現（1932 年）：9Be+；Hj12C+°

4、n查德威克3.核反應的規律：在核反應中，質量數和電荷數都守恒教師點撥科學家們發現，雖然質量數守恒，但反應前的原子核的總質量.與反應后的 原子核的總質量 并不守恒（但反應前后的物質的總質量 是守恒的。造成反應前后原子核的 總質量不守恒的原因：是生成物中的光子或其它粒子帶走了一些質量.）4. 核反應的特點：核反應前后存在質量虧損厶質量虧損：核反應前的原子核的總質量.減去核反應后的原子核的總質量.叫做質量虧損，用 m表示： m = m前-m后教師點撥科學家們還發現：一個中了和一個質子結合成氘核時，要放出2.2MeV的能量，這個能量以光子的形式輻射出去。由此可見，核反應能夠釋放能量。二、核能1核能：核

5、反應中放出的能量稱為核能說明：10核能與原子核的變化相聯系，只有在核反應中釋放的能量，才叫做核能。2°核能是非常巨大的，核能屬于非常規能源。3°核能與原子能是兩回事（原子能是原子中電子的動能和原子核與電子間相互作用的電勢能的總和）教師點撥在核反應中，既伴隨巨大的能量釋放，又伴隨一定的質量虧損。這說明質 量與能量之間有某種聯系。是什么關系呢？愛因斯坦的相對論回答了這種聯系。2愛因斯坦質能聯系方程， 簡稱為質能方程：愛因斯坦的相對論指出，物體的能量（E）和質量（m）之間存在著密切的聯系， 它們之間的關系是E =mc2或寫成 mc 式中c為真空中的光速關于質能方程的理解：（1 ）

6、在E =mc2中，m是運動物體的質量m°V2C2E是物體的總能量、2 2E=Ek Foe、m°是靜止質量、 m°c叫做靜止能量。（2）靜止能量m°e2，是物體的內能總和。它包括：構成物體的分子動能、分子間相互作用的勢能、分子內原子的動能、原子能、原子間相互作用的勢能、以及原子內部、電子內部、質子內部、中子內部”構成物體的所有最基本粒子的所有能量的總和為m°c2。（3） E二me2不含物體與物體之間相互作用的勢能3正確認識質量虧損：（不板書）在談到核能與質量虧損時，有人錯誤地認為：核反應釋放核能，有質量虧損，放出核能的過程是質量轉化為能量的過程（

7、錯的）。或錯誤地認為：有質量虧損，核反應前后物質的 總質量是不守恒的（錯的）或錯誤地認為：質量虧損是質量消失了（錯的）按相對論，運動物體的質量與速度有關還與物體的靜質量有關m0m =,=。物體的速度越大，物體的質量就越大。當物體以遠小于光速運動時，質量 V2 C的變化很不明顯，可認為質量不變。當物體的速度接近光速時，物體的質量變化很大，質量的變化不可忽略。但此公式也不是萬能的。若求光子的質量，公式mom =V2C2不適用了,因為光子的靜質量是 0,用此公式不能求出光子的質量。為了求出光子的質量，就不得不求助于愛因斯坦的質能方程：運動的光子能量是2，由質能方程有：me2 =2 求得光子的質量m=

8、h2（進而可求出動量P=mc = ）ec質量虧損，是核反應前的原子核的總質量.減去核反應后的原子核的總質量.叫做質量虧 損，m=m前-m后。造成反應前后原子核的總質量.不守恒的原因是：產物中的光子或其 它粒子帶走了一些質量.。?質量虧損不是質量轉化為能量，也不是質量的消失?核反應前后的總質量是守恒的。只是核反應前后的核的總質量不守恒了?核反應前后守恒的量有：質量數守恒、電荷數守恒、總質量守恒、能量守恒、動量守恒（有時忽略光子的動量）4.核反應中核能的計算：用愛因斯坦的質能方程hmc2求核能說明：10質量為一個原子質量單位對應的能量是：931.5MeV教材：73頁（2）20若-m的單位是kg,直

9、接利用E = me230若 m的單位是原子質量單位，則可用以原子質量為單位的數 乘以931.5MeV。這時核能的單位是 MeV （通常，核能的單位是 MeV）27例題1:已知質子和中子結合成氘核時的質量虧損為0.0040 X 10 kg，則此過程中釋放的能量為多少？已知：c=2.9979 X 108m/s 1eV=1.6022 X 10-19J解：由質能方程：E 二:me20.0040 10 (2.9979 108)19eV1.6022 10=2.2MeV例題2:靜止的鋰核5 Li在俘獲一個中子后，生成一個氘核和一個 :.粒子，并釋放 4.8MeV的能量.（1寫出核反應方程式（2）計算反應過程

10、中的質量虧損(2)由質能方程：- . ：mc2得a心Etm 2c6194.8 106 1.6 10,kg解：（1）核反應方程：3Li 1 n/H：He一（3.0幻08）2例題3:計算mp=1.007277 u ,=8.53 10° kg2個質子和2個中子結合成氦核時釋放的能量 mn=1.008665 u.，氦核的質量為 m =4.001509 u.解：核反應方程：2；H+20nT ；He（核子參與的反應也可以叫做核反應）質量虧損 m=（2mp 2mn） -m 一. =0.030375 u.由質能方程： E= m c2= 0.030375 X 931.5 MeV =28.3 MeV.練

11、習（由學生自己完成）：氘核的質量為 mD=2.013553 u，中子質量mn=1.008665 u ,質子質量mp=1.007277 u。計算一個中子和一個質子結合成氘核時釋放 的核能.（釋放核能 E= mc2=0.002388 X 931.5 MeV =2.22 MeV ）三、小結：原子核既可以發生天然衰變，也可以人工轉變。原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程，稱為核反應。在核反應中存在質量虧損，同時伴隨巨大能量的釋放。這是因為自然界中物體的質量和能量間存在著一定關系：E=mc2。可見物質世界貯藏著巨大能量。如何使物質貯藏的能量釋放出來呢。人類以前，利用的是燃料燃燒時釋放的化學能。在發生化學反應時，是原子外層電子的得失，這種情況下，人類獲取的能量可以說是屬于原子表層的“皮能”。在核反應時，可以 產生較