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'''原子核物理'''
<div class="nuclear-course">
<div class="nuclear-course-hero">
<span class="nuclear-course-kicker">第九章 · 原子核的基本性质和结构</span>
<div class="nuclear-course-title">原子及原子核物理</div>
从核子的组成与尺度出发，理解结合能、核力以及原子核的结构。当前课堂重点是最后一个质子或中子的结合能。
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{| class="wikitable nuclear-course-nav"
|-
| [[#9.1 原子核的组成|9.1 组成]] || [[#9.2 原子核的电荷、质量和半径|9.2 电荷、质量和半径]] || [[#9.3 结合能|9.3 结合能]] || [[#9.4 原子核的角动量和磁矩|9.4 角动量和磁矩]] || [[#9.5 原子核的统计性和宇称|9.5 统计性和宇称]] || [[#9.6 核力|9.6 核力]] || [[#9.7 原子核结构模型|9.7 结构模型]]
|}

== 9.3 结合能 ==
<div class="nuclear-course-lead">'''本次课：最后一个核子的结合能'''</div>

让一个质子或中子离开原子核，需要多少能量？把结合过程倒过来看，就能理解质子分离能 ''S''<sub>p</sub> 和中子分离能 ''S''<sub>n</sub>。

=== 两个结合示例 ===
<div class="nuclear-course-video">
[[File:最后核子结合动画.webm|640px|center|最后质子和中子结合的两个例子]]
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动画依次演示 <sup>4</sup>H + p 与 <sup>4</sup>He + n。'''注意：'''<sup>5</sup>He 的中子分离能为负，它不能束缚最后一个中子，因此第二段表现中子短暂靠近后重新逸出。

[[Media:最后核子结合动画.webm|下载动画（8.5 秒，无字幕）]]

=== 分离能的定义 ===
* '''取走质子：'''母核的质量数 ''A'' 减 1，质子数 ''Z'' 减 1。
*: ''S''<sub>p</sub>(''A'',''Z'') = ''B''(''A'',''Z'') − ''B''(''A''−1,''Z''−1)
* '''取走中子：'''母核的质量数 ''A'' 减 1，质子数 ''Z'' 不变。
*: ''S''<sub>n</sub>(''A'',''Z'') = ''B''(''A'',''Z'') − ''B''(''A''−1,''Z'')

当分离能为正时，取走该核子需要输入能量。分离能为负表示该核子相对于相应分离道未被束缚。比较具体反应的能量时，还应核对质量数、电荷数守恒，并计算反应 ''Q'' 值。

== 第九章学习路线 ==

=== 9.1 原子核的组成 ===
认识质子、中子、质量数及核素记号，区分核素与元素。

=== 9.2 原子核的电荷、质量和半径 ===
理解核电荷与质量的测量、核半径的 ''A''<sup>1/3</sup> 规律以及核物质密度。

=== 9.4 原子核的角动量和磁矩 ===
认识核自旋的来源，以及磁矩与角动量的关系。

=== 9.5 原子核的统计性和宇称 ===
了解原子核的统计性质与宇称概念。

=== 9.6 核力 ===
讨论核力的作用范围、饱和性和电荷无关性。

=== 9.7 原子核结构模型 ===
从液滴模型、壳层模型走向核的集体运动。

== 课程资料 ==
* [[Media:原子核物理-第九章课件.pptx|下载第九章讲课课件（PPTX）]]
* [[Media:最后核子结合动画.webm|下载结合能短动画（WebM）]]

参考教材：郭江《原子及原子核物理》（第2版）。
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