【红叶网探索分享】

　　想要写这个问题是因为最近有同学问了一个高中物理选择题，要求比较核反应前反应物与反应后生成物的结合能大小。结合能是原子核物理中非常主要的物理概念和物理量，由于概念比较抽象，是高中物理的一个难点，高考大纲对应要求级别为I，因为结合能对于原子核的其他章节内容的理解有主要作用，不从考试的角度也需要引起同学们的重视。

　　

　　高中物理必修3-5第3版中是这样表述结合能的：原子核是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，这就是原子核的结合能。结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量。

　　要理解结合能需要考虑核力做功，简单定性描述可以这样用核力做功解释结合能：单个质子和中子结合成原子核的过程中，由于核力做正功释放能量，这个能量就叫做原子核的结合能，相应地，要使原子核再分解为核子 质子和中子，由于要克服核力做功，就必须给予和结合过程释放的等值能量。但是原子核的结合能很难直接测量，掌握了结合能概念之后，我们可以用爱因斯坦质能方程计算出具体原子核的结合能。利用结合能之差可以求解核反应的核能：释放的核能=核反应后的结合能-反应前的结合能。有了这个公式我们可以用来解决前面说的那个问题了，可以定性判断对于放能核反应，核反应生成物的结合能大于反应前反应物的结合能。

　　最终再提一下比结合能：原子核的结合能与它的核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。在高中阶段，我们可以这样认为：比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 反例：铀238的平均结合能与氦4的平均结合能区别为7.5MeV、7.03MeV，但后者远比前者稳定。这里要说一下，高中物理与大学物理也会出现初中物理和高中物理的那种尴尬场面，还记得初中物理中的速度概念与高中物理中的速度吗？在特定学习阶段，由于认知水平及其他因素所限，我们不必追究某些问题的对与错，这里只是渗透一下，激发同学们努力学习，进入理想的高等学府，解决自己心里的困惑。

　　比结合能图像是学好核能的关键，分析图像，会得到很多启示。

　　

　　两头高，中间低，说明中等质量的核比结合能教大，核子间结合较为紧密，原子核比较稳定。重核及轻核的比结合能较小，核子间结合比较松散，原子核不是很稳定。结合得比较松的原子核变到比较紧的原子核需要向外释放核能。所以我们可以通过轻核聚变和重核裂变两种方式获取核能。最终是标题说到的那个，题外话观察图像我们可以理解为何氢弹比原子弹厉害。由图可以看出轻核聚变，单个核子反应前后的结合能变化是重核裂变单个核子反应前后结合能变化的4-5倍。

　　

　　

　　牛刀小试

　　

声明：本文内容仅代表作者个人观点，与本站立场无关。如有内容侵犯您的合法权益，请及时与我们联系，我们将第一时间安排处理。更多精彩内容请关注红叶网