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从一道例题看清结合能

  结合能是原子物理当中同学们比较难理解的一个物理量,最近有几位选修3-5的同学给黄老师发微信,希望讲一下结合能。微信公众号“malawuli”的关注人数已经超过500人了。麻辣高中物理学习网www.malawuli.com的内容也越来越丰富,不单同学们受益,很多同行的老师也给黄老师留言感谢提供这么好的一个平台。如果你觉得做得还不错,希望你能点个赞,转发到朋友圈,希望可以帮助更多的有需要的同学。你的点赞是我坚持下去的动力,感谢!
  书本关于结合能的定义和解释也是很清楚的,他是用类比的方法提出这一个概念的。先看一个宏观的例子:两个相距很远的物体,由于万有引力而相互接近,运动速度越来越大,引力势能转化成动能,最后撞在一起。(相当于我们所说的完全非弹性碰撞)动能变成他们的内能散失掉了,两个物体为了结合在一起而付出了代价——失去了部份的能量,如果要把他们分开,还要重新赋给他们这份能量。这份能量就是“结合能”。
  通过这样一个宏观的类比例子,教材给出结合能的定义:原子核的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,这就是原子的结合能。这里介绍得很清楚,结合能是把原子核的核子分开的能量,而不是原子核具有的能量。
  随后,还补充了平均结合能(即是比给合能)的定义,就是原子核的结合能与核子数之比。其意义是比结合能越大,原子核中的核子结合越牢固,原子核越稳定。比给合能越大,分开所需要的能量越大当然就越稳定了。
  然而,学生理解这些文字的意思还是觉得很抽象,也许教材的主编也意识到这个问题,在教材后面用一道例题给出了计算结合能和比给合能的方法。而这道例题我们在平时讲课过程中可能没有引起我们足够的重视。
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  从这个例题我们可以更清楚,更直观的体会到,结合能的大小就等于核子结成原子核损失的能量。现在你清楚了吧,结合能是把原子核打开需要的能量,而不是原子核具有的能量。所以所有的放能的核反应,其反应后的结合能之和都是增大的。
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麻辣高中物理 黄老师

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