对“结合能”的几点辨析湖北省恩施高中 陈恩谱结合能的概念,是《原子核》一章的一个教学难点,学生普遍错误的将“结合能”理解成原子核具有的能量——以为原子核的比结合能大,就是平均每个核子具有的能量越大;另一方面,在理解核能释放的过程时,无法从结合能的角度理清思路——他们不知道把自由核子作为分析问题的等效中间状态,因此必然无法将结合能与核能释放联系起来;而课本在介绍比结合能时,也没能够将核子平均质量曲线做一个介绍,从而对理解能力较差的学生提出了较高的要求,使他们始终不得其门而入
为了解决这些问题,笔者结合多年的教学探索,特在此对相关问题作一辨析,期与同行交流,望各位批评指正
一、结合能的概念1、结合能的定义结合角度定义:自由核子结合成原子核的过程中释放出来的能量,叫做该原子核的结合能
分解角度定义:将原子核分解成自由核子时所需要的最小的能量,叫做该原子核的结合能
由能量守恒可知,上述两个定义是一致的
注意,大于结合能的能量,当然可以将原子核分解成自由核子
2、类比化学键键能理解结合能一个化学键的键能,比如 H-H 共价键的键能,是指两个自由的氢原子形成 H-H 共价键时释放出来的能量,也就是将 H-H 共价键拆开时所需要的最小的能量
这和原子核的结合能概念是一样的,因此,我们可以将化学键键能称之为化学键的结合能,而原子核的结合能,也可以称之为核键键能
3、一个结论一个原子核的基础上,再结合一些核子,从而形成更大的原子核时,将进一步释放能量,因此,原子核越大,其结合能(也就是结合过程中释放出来能量)更越大
二、比结合能的概念1、定义:原子核的结合能与原子核内核子数的比值,叫做比结合能,也叫作平均结合能
通俗一点儿理解,就是在结合成原子核的过程中,平均每个核子释放出来的能量
2、比结合能曲线与平均核子质量曲线(1)比结合能曲线不同的原子核,其比结合能不一样
右图为不同原子核的比结合能