各位同学大家好,欢迎来到十点课堂-跟勇哥学物理。
今天距离高考还有92天,我们继续分享近代物理当中的核能部分。
再说核能之前,我们先来说一下核反应,再上一堂课,我们提到天然放射现象。天然放射现象当中的α衰变和β衰变,就属于核反应。
除了天然的放射现象之外,还会有人工转变。
比如卢瑟福发现了质子,并且预言了中子的存在,他是如何发现质子的呢?他就是利用α粒子去轰击氮原子的原子核,生成氧17还有一个质子,那么像这样的核反应要满足两个守恒,也就是电荷数守恒和质量数守恒。
卢瑟福利用α粒子散射,证明原子具有核式结构,他还通过实验,发现原子核当中存在带正电的质子,并且他预言除了这个质子之外,原子核当中还存在不带电的中子,后来他的学生查德威克发现了中子。
接下来我们就开始说说核能。
在发生核裂变和核聚变的时候,当然衰变的时候也会发出能量来,但主要是在发生核裂变和核聚变的时候,会释放出核能。
其中核裂变,也叫链式反应,
典型的方程是:用中子撞击U235,生成两个质量稍小一些的原子核和若干个中子。
裂变是用中子撞击U235,它的应用主要是原子弹爆炸和核电站,原子弹和核反应堆利用的都是核裂变的技术。
核聚变反应,也叫热核反应,主要的应用呢,有氢弹的爆炸,还有太阳内部发生的也是核聚变。
氢弹发生的是核聚变,所以它的典型方程就是氢的同位素聚合成为氦,
比如我们上面写出来的这个核反应方程,H12加上H13生成He24,生成一个氦核和一个中子。
有的时候呢,生成物中不一定有中子,比如说两个H12也可以聚合生成一个氦核,就没有中子了。
和衰变一样,核裂变和核聚变也是核反应,仍然满足质量数守恒和电荷数守恒这两个守恒定律。
无论是核裂变还是核聚变,都会释放出能量来,释放出的能量就是核能。
核能E=mc²,这个公式,同学们应该是比较熟悉了,因为这是爱因斯坦所提出来的质能方程。
爱斯坦的重要贡献在高中阶段有学到三个:
第一个是光子说E=hν,
另外一个是光电效应方程当中最大初动能,Ek=hν-W0,
然后就是著名的质能方程,E=mc²,或者写成ΔE=Δmc²,其中Δm是质量亏损,就是核反应之前的总质量减去核反应之后的总质量就是Δm质量亏损,用质量亏损乘以c²就是光速的平方。
今天分享的知识比较简单,大家记住爱因斯坦质能方程E=Δmc²,然后记着核裂变和核聚变都有什么应用就可以了。
今天的分享就到这里,跟勇哥学物理,咱们一起加油,高考继续打卡,明天见。
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