13 基础课：质能方程、质量亏损和比结合能

质量

牛顿力学观点：

质量变化 = 物质多少的变化。

物质多少不变，质量就不变。

爱因斯坦相对论观点：

质量是能量的度量，质量变化和物质多少变化脱钩，物质多少不变时，能量变了，质量也会变。

质能方程

$E=m{c}^2$

仅描述质量与能量的关系，

任何情况下，质量都不能转化成能量！

质量亏损

原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。

释放的能量是由其他能量转化的。不是质量亏损转化成了能量。质量亏损只是用来表示释放能量的多少。

质量亏损的原因是原子核总能量减小了。质量是能量的度量，能量减小所以质量减小。（质量没有变成能量）

核反应方程质量不守恒，但是质量数守恒。

关于质量的说明

高中阶段只有在理解质能方程、质量亏损时将质量看成能量的度量。

剩下的情况都按照牛顿力学观点理解质量。

核反应方程计算质量亏损、释放能量

质量亏损 $\mathrm{\Delta }m=\mathrm{反}\mathrm{应}\mathrm{前}\mathrm{总}\mathrm{质}\mathrm{量}-\mathrm{反}\mathrm{应}\mathrm{后}\mathrm{总}\mathrm{质}\mathrm{量}$

释放能量 $E=\mathrm{\Delta }mc$

${}_1^{2}H{+}_1^{3}H{⟶}_2^{4}He{+}_0^{1}n$

结合能和比结合能

结合能：

将原子核分成核子需要的能量，或者说是核子结合成原子核时释放的能量。

换句话说，就是原子核结合或拆分所需的能量。

比结合能（平均结合能）：

$\mathrm{比}\mathrm{结}\mathrm{合}\mathrm{能}=\frac{\mathrm{结}\mathrm{合}\mathrm{能}}{\mathrm{核}\mathrm{子}\mathrm{个}\mathrm{数}}$

比结合能越大，核子越难分开，原子核越稳定。

衰变、聚变、裂变一定释放能量，反应后比结合能增加。 其它如人工聚变，反应后的比结合能增加还是减小不确定。

例题

题 1

解

$B$

题 2

解

$A$

题 3

解

$D$

题 4

解

A 不清洁

D 质量数守恒，质量不守恒。

$C$

题 5

解

A 应该是 28

$BC$

题 6

解

B 错。能量是从其他东西转化而来的。

$D$

题 7

解

$C$

题 8

解

质能方程要用核裂变释放的能量，而不是最终转化的电能。

$CD$

题 9

解

$C$