22—5 核反應  核能

師；投影練習題組<二>。請同學們指出下列核反應方程的真偽，錯誤的加以糾正。
a.  n + α→ o +質子
b.  c + he → o + h
c.  be + he → c + γ（光子）
d.  h + n → h +γ（光子）
學生觀察，相互討論，指出真偽及錯誤所在。同時，請四位不同能力的學生上講臺改正并講述理由。
師：質量數和電荷數守恒是判斷核反應方程正確與否的必要條件。但是，人們是否可以用這兩個條件來編寫核反應方程呢？如果不可以的話，應該采用什么辦法來確定核反應的產物，檢驗核反應的真偽呢？下面我們一起體驗查德威克（英）在1832年是如何發現并確定“中子”的。（學生激起懸念，試目以待。）
師：投影幻燈片——中子是怎樣發現的？

天然放射性元素po放出α粒子，轟擊鈹（be）原子核時，發出了一種未知射線，這種未知射線可以從石蠟（含碳）中打出質子（ h）。那么我們如何確定這種未知射線的本質特征呢？即確定它是否帶電？如果帶電的話，帶的是正電還是負電？電荷數如何？質量數如何？
學生分組討論，提出初步的設想及根據，然后全班同學共同交流和比較，形成一個或幾個科學而又可行的方案。最后，教師評價，肯定、鼓勵同學們表現出的熱情和智慧。對不足之處加以引導、點撥、糾正。
教師歸納同學的設計并板書如下內容：
這種未知射線：
① 在空氣中的速度小于光速c的1/10 不是光子；
② 在電場或磁場中不會偏轉 不帶電；
③ 與碳核和氫核（或其它核）發生彈性正碰，一定符合動量守恒定律和能量守恒定律。
最終結論：未知射線是質量近似等于質子質量但不帶電的基本粒子——“中子”。
剛才我們研究了核反應中生成新元素和粒子的確定方法及表達形式，下面，我們從能量的角度來分析核反應現象。教師板書：
<二>核能的釋放及計算
師：朗讀教材，板書：
1. 核能——核反應中釋放的能量。核能是從哪里來的？
學生閱讀教材后，獨立思考上述問題，教師傾聽、詢問、了解學生提出的各種疑問，然后啟發講解，投影如下內容：
愛因斯坦質能方程：e=mc2中，e表示物體的能量，m表示物體的質量，c表示真空中的光速。
① 物體具有的能量與它的質量成正比，物體的能量增大了，質量也增大；能量減小了，質量也減小。
② 任何質量為m的物體都具有大小相當于mc2的能量。由于c2非常大（9×1016m2/s2），所以對質量很小的物體所包含（或具有）的能量是非常巨大的。對此，愛因斯坦說過：“把任何慣性質量理解為能量的一種貯藏，看來要自然得多。”所以質量于能量實質上是相象的，它們只不過是同一事物的不同表示。
③ 在國際單位制中，e、m、c的單位分別取j、kg和m/s。
④ 由e=mc2得△e=△m•c2，其蘊含著怎樣的意義？△m表示物體的質量虧損，△e表示與△m相當的能量。如果物體的能量減小了△e，即向外釋放△e的能量，它的質量就會虧損△m = 。理論和實驗都表明，只有在核反應中，才可能發生質量虧損，因而伴隨著巨大的能量向外輻射。例如，在中子和質子結合成氘核的過程中，由于發生了質量虧損，從而釋放出了2.2mev的核能。
生：仔細閱讀教材及旁批內容。師生共同歸納計算核能的思路和步驟。
教師板書如下內容：